三位数字显示计时器
FQ-998型带分数显示智力竞赛抢答器使用说明书
FQ-998型带分数显示智力竞赛抢答器使用说明书一、概述FQ-998型带分数显示智力竞赛抢答器为本公司精工设计的成熟产品，具有众多优点：1、采用微电脑主控，集抢答器、记分器、数现倒计时器于一机，操作简单，判别精确。
2、采用大屏幕超高亮度数码管显示分数，亮度高，显示美观。
3、积木式结构，1-12组任意连接。
4、一个计算机式数字小键盘完成所有操作设定。
5、基本分、每组、次的加减分步进值可设。
6、具抢答、答题两种数显倒计时功能，倒计时时间任设。
倒计时时间到有声音提示；可中途提前退出倒计时。
7、每组、次抢答成功有声光显示，可自动判别偷答情况，并有不同的声响提示。
8、仿液晶显示器豪华塑壳，并配圆型带灯光显示豪华专用抢答开关。
9、目前国内销量最大的带分数显示型智力竞赛抢答器，被全国各地众多电视台选用。
二、主要技术参数：电源电压：220V±10% 功耗：10W抢答判别方式：多选一的中断方式，微秒级速度，判别精确。
倒计时种类：抢答/答题两种计时设定范围：1-255秒声音种类：抢答/偷答两种声音输出功率：1W，并带线路输出组数：1-8组，1-12组可选，配豪华抢答开关。
分显示屏种类：三位显示，共三种尺寸的超高亮数码管可选：2.3、3英寸采用立式仿液晶显示器外型塑壳，尺寸：260×160×50MM。
4英寸为壁挂式，尺寸：400×250×35MM主显示屏尺寸：四位显示，两种尺寸可选：4英寸牌：500×270×35MM壁挂式；8英寸牌：720×400×35MM壁挂式。
数据线长度：标配（5、7、9、11、13米）×2，特殊规格可定做。
主机尺寸：310×285×105MM 全套设备重量：15KG三、使用方法：3.1、连接抢答开关和显示屏：根据晚会参加竞赛的组数，决定挂接多少个分数显示屏，把对应的显示屏放在各参赛组台子上，用数据线连接到主机对应的分牌插座上。
如何使用计时器
更换电池/使用固定
更换电池
在正常情况下，厂家提供的电池可持续工作一年以上， 如需更换电池，先打开电池室后盖，正极向上，放入 一节新的LR-44 1.5伏电池，再关好后盖即可。
使用固定用夹片、立架和磁铁
后部带有夹片以便将固定于包带上。同时提供折叠式 的立架，以便摆放。也可使用提供的磁铁将固定于金 属表面。
停止/恢复计时
可在任何时间按某一【TIMER】键停止响应计时器的计时，按【START MEMORY/STOP 】 键可同时停止三个计时器。 再次按以上键，可恢复相应计时。 1.如果一计时器在逆向计时时被终止，恢复后将继续逆向计时。 2.如果一计时器被终止为零，恢复后将正向计时。 3.如果一计时器被终止已在正向计时，恢复后将继续正向计时。
3.按【CLEAR】键可将计时置0，按【H】、【M】、【S】键可分别设置小时、分钟和秒，持续 按住一键，将使相应数值递增速度加快。最大可设置成99小时59分59秒。
4.完成后，按相应的【TIMER】键以确定，数字将停止闪动。
如何开始计时/停止/恢复计时
开始
只需按相应的【TIMER】键一次，如：按【TIMER1】，开始计数段1的计数。 1.一设定值非零的计数器开始计时时，它将逆向计时（倒计时）。如果在计时结束后 不手工停止，1分钟后，计时器将发出蜂鸣，同时开始正向计时。 2.设定值为零的计数器开始计时时，将即刻正向计时。 3.三段计时器的蜂鸣声各不相同，以便使用者识别，如果在一个计时器发蜂鸣声时， 另一计时器也需发声，后者将取代前者。 4.计时器正向计时时，将显示“TIME'S UP”字样，并不停闪动。
--如何使用计时器
P立的液晶显示板用于显示 计时1、计时2和计时3或时间、闹钟 和日期。 使用六位数字显示计时和时间。 三个计时器独立地正向或反向计时。 有预设计时的回复功能。 三个计时器用不同蜂鸣声以区别。 可选择12或24小时显示方式。 可选择美国或欧洲日期显示方式。 发声按键以帮助用户正确操作。 附有可固定在包带上的夹片。 附有可折叠的立架。 附有可固定在金属表面的磁铁。
3位半数字表头芯片ICL7107的特点及原理介绍
3位半数字表头芯片ICL7107的特点及原理介绍(1) 31/2位双积分型A/D转换器ICL7107功能与特点① ICL7107是31/2位双积分型A/D转换器，属于CMoS大规模集成电路，它的最大显示值为士1999，最小分辨率为100uV，转换精度为0.05士1 个字。
② 能直接驱动共阳极LED数码管，不需要另加驱动器件，使整机线路简化，采用士5V两组电源供电，并将第21脚的GND接第30脚的IN 。
③ 在芯片内部从V+与COM之间有一个稳定性很高的2.8V基准电源，通过电阻分压器可获得所需的基准电压V REF。
④ 能通过内部的模拟开关实现自动调零和自动极性显示功能。
⑤ 输入阻抗高，对输入信号无衰减作用。
⑥ 整机组装方便，无需外加有源器件，配上电阻、电容和LED共阳极数码管，就能构成一只直流数字电压表头。
⑦ 噪音低，温漂小，具有良好的可靠性，寿命长。
⑧ 芯片本身功耗小于15mw（不包括LED）。
⑨ 不设有一专门的小数点驱动信号。
使用时可将LED共阳极数数码管公共阳极接V+.⑩ 可以方便的进行功能检查。
图1 ICL7107的引脚图及典型电路。
(2) ICL7107引脚功能及主要电气参数V＋和V-分别为电源的正极和负极，au-gu,aT-gT,aH-gH：分别为个位、十位、百位笔画的驱动信号，依次接个位、十位、百位LED显示器的相应笔画电极。
Bck：千位笔画驱动信号。
接千位LEO显示器的相应的笔画电极。
PM：液晶显示器背面公共电极的驱动端，简称背电极。
Oscl-OSc3 ：时钟振荡器的引出端，外接阻容或石英晶体组成的振荡器。
第38脚至第40脚电容量的选择是根据下列公式来决定：Fosl = 0.45/RCCOM ：模拟信号公共端，简称“模拟地”，使 用时一般与输入信号的负端以及基准电压的负极相连。
TEST ：测试端，该端经过500欧姆电阻接至逻辑电路的公共地，故也称“逻辑地”或“数字地”。
VREF ＋ VREF- ：基准电压正负端。
数字钟0-59秒计时器
图3-3单片机串口通信电路
UT 接单片机的RXD/TXD 引脚. PC 机的RS2232 的发送端TXD 对应接R1IN引脚. 其接口电路如图所示. RS2232C是目前最常用的串行接口标准, 用于计算机与计算机之间,计算机与外设之间的数据通信. 该标准的目的是定义数据终端设备(DTE) 之间的电气特性. R在我们设计的单片机与PC 机通信电路集成在采集器上,它通过一个外接的端口(选用四针水晶压接式插头,类似于电话插头) . 工作电压取自电压开关控制回路的VREG(5V) 电源. 现从MAX232 芯片中两路发送接收中任选一路作为接口. 其发送接收的引脚对应. 如使T1IN接单片机的发送端TXD ,则PC机RS2232的接收端要对应接T1OUT 引脚. 同时R1OS2232C提供了单片机与单片机、单片机与PC 机之间串行数据通信的标准接口. 通信距离可达15m. 但RS2232C规定的逻辑电平与单片机的逻辑电平是不一致的. 因此在应用中,必须把微处理器的信号电平( TTL 电平) 转换为RS2232C电平, 或者对二者进行逆转换. 我们在这里选用专用电平转换芯片MAX232 来实现的.
模块电路图如下：
图3-5 1302时钟芯片模块
时钟模块采用DS1302芯片，DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供年、月、日、时、分、秒的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整。时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线：RST复位、I/O数据线、SCLK串行时钟。时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。DS1302工作时功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。
三位数字计时器实验报告
一、实验简介............................................................. 1 实验目的：........................................................... 1 实验内容：........................................................... 1 实验需求：........................................................... 1
实验目的：
1. 通过实验掌握十进制加法计数、译码、显示电路的工作过程。 2. 通过实验深入掌握电路的分频原理和数字信号的测量方法。 3. 熟悉集成电路构成的计数、译码、显示器件的外部功能及其使用方法。
实验内容：
1. 运用电路模拟软件，设计多功能数字计时器； 2. 连接实物电路，完成电路功能的测试： 3. 完成实验报告。
1片
74LS21
1片
74LS32
1片
数码管
3个
二、设计简介
设计概况：
本实验采用中小规模集成电路设计一个多功能数字计时器。实验需要分别设计脉冲发生 电路，计时电路，译码显示电路，和控制电路以及附加电路，然后进行连接组成。要求完成 0 分 00 秒~9 分 59 秒的计时功能，并在控制电路作用下实现开机清零，快速校分，整点报时 功能。
功能
计数器输出端
x
1
清零
↓保持
表 74LS74 管脚功能
管脚号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
引脚代码
1RD
1D 1CP
1SD
1Q
1Q
PIC单片机课程设计 - 三位倒计时器(含全部汇编程序清单)
课程设计报告课程名称：单片机原理与接口技术课程设计设计题目：三位倒计时器院系：机电工程学院班级：2012级电气工程及其自动化专业姓名：XXX学号：2012XXXX指导教师：XXXX设计时间：2014年X月X日出勤实物报告总分目录前言 (1)第一章设计方案 (1)1.1 设计内容及要求 (1)1.1.1 设计内容 (1)1.1.2设计要求 (1)1.1.3功能设计 (2)1.2硬件设计 (2)1.2.1 矩阵键盘电路设计 (2)1.2.2数码管电路设计 (3)1.2.3 LED及蜂鸣器电路设计 (4)1.2.4单片机主电路设计 (4)1.2.5上电电路的设计 (5)1.2.6总电路图 (5)1.3总体方案 (6)第二章软件设计 (7)2.1 倒计时部分 (7)2.1.1 键盘扫描子程序 (8)2.1.2 0到9按键功能子程序和键盘显示子程序 (9)2.1.3 一位转多位十进制子程序 (12)2.1.4 TMR0中断服务子程序 (13)2.1.5 倒计时显示子程序 (15)2.2 附加功能部分 (15)2.2.1 暂停和继续 (16)2.2.2 计数功能 (17)2.2.3 复位和归零 (17)2.3 结束提示部分 (18)2.4 程序部分总结 (18)第三章实物照片 (19)3.1 实验板照片 (19)3.2 脱机运行照片 (19)第四章问题与体会 (21)结论 (22)参考文献 (23)附录：程序清单 (24)前言此次课程设计的内容为三位数的倒计时器的设计。
目前倒计时器的发展已经相当先进，我做这次设计的主要目的是想更进一步了解基本电路的设计流程，以提高自己的设计理念，使自己的动手动脑能力有更进一步提高。
通过解决现实生活中的问题，巩固和加深单片机课程中所学的理论知识和实验能力，加深对单片机软硬件知识的理解，以获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
本次设计注重对单片机工作原理以及键盘控制及显示原理的理解，能够提高自己的动手能力和设计能力，以培养自己的创新能力，做到理论和实践相结合。
三位数字显示计时定时器设计
课程设计报告课程设计名称：三位数字显示计时定时器设计专业班级： 0212112****：**学号： ********* 同组人员：****：***课程设计时间： 2周目录1 设计任务、要求以及文献综述 (1)2 原理叙述和设计方案 (1)2.1 设计方案选择和论证 (1)2.2 电路的功能框图及其说明 (1)2.3 功能块及单元电路的设计、计算与说明 (2)2.4 总体电路原理图 (4)3 电路的仿真与调试 (4)3.1 电路仿真 (4)3.2 调试中出现的问题及解决方法 (5)4 制作与调试 (6)4.1元件清单、实物照片 (6)4.2制作与调试过程中遇到的问题及解决办法 (7)5心得体会 (8)6 参考文献 (8)附录 (8)三位数字显示计时定时器设计1 设计任务、要求以及文献综述3位数字显示计时定时器是一个典型的利用数字系统的例子。
所谓数字系统，是指由若干数字电路及逻辑部件组成并且能够进行采集、加工、处理及传送数字信号的设备。
一个完整的数字系统通常由输入电路、输出电路、控制电路、若干个子系统和时基电路等部分组成。
设计要求如下：1、计时功能。
能任意启停，保持计时结果；2、开机自动复位；3、最大计时显示为9分59秒；4、定时报警。
2 原理叙述和设计方案2.1 设计方案选择和论证方案一：设计的3位数字显示计时定时器则分别有4个子系统组成：秒脉冲时间标准产生电路、计数器、译码器和显示器、开机自动清零电路、计时启停控制电路方案二：实现一个三位数字显示的秒表系统，单片机，lcd1602显示屏，矩阵键盘等组成部分。
秒计数电路满60向分计数电路进位（显示00~59s），分计数电路满足10（显示0~9）后停止并且灯亮，等待重新复位计时。
论证：方案二比方案一好。
理由一：方案二显示的最终结果比较直观。
理由二：方案二可更改性好，方便日后的改进。
2.2 电路的功能框图及其说明根据原理正确、易于实现、且实验室有条件实现的原则确定设计方案，画出总体设计功能框图，如图2.1所示。
3位数码管尺寸规格表
3位数码管尺寸规格表一、引言数码管是一种常见的电子显示器件，广泛应用于各个领域中的数字显示。
其中，3位数码管作为一种常见的规格，具有一定的尺寸规格要求。
本文将对3位数码管的尺寸规格进行详细介绍。
二、尺寸规格1. 尺寸3位数码管的尺寸通常为长x宽x高，单位为毫米。
标准尺寸为10x20x7mm。
这个尺寸在市场上较为常见，可以满足大多数应用的需求。
2. 数码管位数3位数码管表示的是其能够显示的数字位数，也即其显示能力。
3位数码管可以显示0-9的数字，共10个数字。
3. 数码管颜色数码管的颜色通常有红色、绿色、黄色和蓝色等。
其中，红色和绿色是最常见的两种颜色，适用于大多数应用场景。
4. 数码管亮度数码管的亮度是指其显示效果的明亮程度。
亮度一般通过调节电流来实现，常见的亮度等级有高亮度和普通亮度两种。
高亮度数码管在明亮度上较为突出，适用于需要长距离观察的场景。
5. 数码管电压数码管的工作电压通常为5V或3.3V。
不同的电压适用于不同的电子设备，根据具体应用需求进行选择。
6. 数码管电流数码管的工作电流一般在10mA-20mA之间。
电流的大小直接影响到数码管的亮度，过大或过小都会导致显示效果不佳。
7. 数码管引脚3位数码管的引脚通常有共阳极和共阴极两种类型。
共阳极数码管的引脚连接方式是阳极端接地，通过控制各个阴极点亮来显示数字；共阴极数码管的引脚连接方式是阴极端接地，通过控制各个阳极点亮来显示数字。
8. 数码管驱动方式数码管的驱动方式通常有直接驱动和译码驱动两种。
直接驱动需要每个数码管的每个段都接一个驱动管，复杂度较高；译码驱动则通过译码芯片来实现，简化了电路设计。
三、应用领域1. 电子仪表3位数码管广泛应用于电子仪表中，如电子秤、电子温度计等。
其尺寸适中，能够满足对数字显示的简单需求。
2. 家电控制面板许多家电的控制面板上都会使用3位数码管来显示相关信息，如微波炉、洗衣机等。
其简单的显示功能能够满足用户对操作状态的了解。
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专业班级 学号 姓名 成绩
一、实验名称 3位数字显示计时系统 二、设计任务与要求
设计一个3位数字显示时间计数系统，以供运动员比赛用。
要求精确到秒最大计时9分59秒。
可以用按钮开关控制计时器的启动、停止及清零，开机时可以自动清零。
三、实验器件
1.74LS90 74LS08
2.数字电路试验箱
四、方案设计
数字显示计时系统是通过控制电路使用加法计数器对连续脉冲进行计数，
而加法计数器通过译码器来显示它所记忆的脉冲周期个数。
1.连续脉冲产生
连续脉冲可选用555定时器构成的多谐振荡器产生，用555定时器构成的多谐振荡器，定时元件是电阻和电容，普通器件误差较大易受温度变化的影响，对于对时间要求高的应用场合，其误差较大。
连续脉冲也可选用石英晶体振荡器通过计数器分频产生，可获得精确的秒脉冲信号。
2.技术及译码显示
加法计数器构成电子秒表的计数单元，首先用一个分频器对多谐振荡器产生的脉冲信号进行分频，然后将输出端取得周期为1s 的矩形脉冲送入计数器中，计数器都接成8421码十进制形式，其输出端与译码显示单元的相应输入端连接，可显示0~59秒；0~9分计时。
3.控制部分
控制部分用来控制计时器的清零、计时、停止。
采用三位环形计数器来实现，环形计数器的输出分别作为计数部分的清零信号、计时信号和停止信号。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
五、实验原理
1.系统框图如下
2.系统工作原理
实现一个三维数字显示的秒表系统，需要振荡器（脉冲冲源）、秒计数电路
季译码显示电路等组成部分。
秒计数电路满60向分计数电路进位（显示00~59s），
分计数电路满足10（显示0~9）后清零，等待重新计时。
控制开关为两个；启动
（继续）/暂停计时开关和复位开关。
其中：
（1）显示器：采用三片LED显示器把各位的数值显示出来，是秒表最终的
输出，有分、秒和毫秒位。
（2）计数器：对时钟信号进行计数并进位，毫秒和秒之间10进制，秒和分
之间60进制。
（3）译码器：对脉冲计数进行译码输出到显示单元中；
3.元器件简介
74LS90计数器是一种中规模二一五进制计数器，管脚引线及其功能表如下。
输入输出
CP R01R02S91S92Q D Q C Q B Q A
×
1 1 0 ×0 0 0 0 1 1 ×0 0 0 0 0 ×× 1 1 1 0 0 1
↓×0 ×0
计数0 ×0 ×
0 ××0
×0 0 ×
74LS08引脚图及其功能表如下
输入输出
A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
六、实验步骤及内容
1.安装
（1）按照真值表和管脚图用3块74LS90安装成最大为9分59秒的计时器，使其能正确显示。
（2）按照管脚图和原理图对应接好数码管，使其准确显示数字。
（3）安装控制电路，按下清零按钮后，计数器可以清零，按下启动/停止键后，能启动，再次按下启动/停止键，能暂停，再次按下启动/停止键，能继续。
（4）把已插入但未连接的线理清楚，然后把它们对应接入正确位置，使电路接通。
2.调试
对74LS08的四组与门进行测试，连接好电路后，测试其逻辑功能。
分别测试74LS90的逻辑功能。
连接好电路后，观察其是否能正常运行。
（1）在电路的调试过程中，由于器件本身的原因，需对电路做进一步改进，如从09直接跳到19，正确的跳转应该是从09跳到10，这时就需在进位的同时给置数端一个信号，使其在进位的同时置0，从而达到预期目标。
（2）由于仿真与实际的区别，在调试的时候发现与74LS90的清零端相连接的 JK 触发器输出端的高低电平恰好与仿真时相反，从而使得开机时不能清零。
当把CR输入端子交换后，发现恰好达到预期效果。
实践表明，一个电子装置，即使用仿真软件仿真没问题，但接实物时，往往不能达到设计的预期效果。
因此电子产品做出来之后，不仅要仿真，更要进行实物测试。
这是因为设计者在设计时，很难考虑到实际的各种情况及其所处环境对电路的影响程度。
七、故障分析及排除方法
1、按照设计原理图进行连接实际元件连接，依次对各部分进行测试，对于新设计电路来说，调试中产生的故障原因主要有以下几种情况。
（1）元器件、接口处损坏。
电子电路中通常有很多的元器件在安装的过程中，由于某种不正确操作，容易损坏电子器件。
电子器件损坏后，将使电路不能实现它的功能。
（2）电子器件与面包板接触不良。
由于线与接口处孔的大小不是很适合，接上的线比较容易脱落，由于管脚没插好，也会导致接触不良。
（3）安装的接线电路与原理图不一致，主要是某些管脚比较靠近，接线时没注意就接错了。
（4）某些电子器件的没用到的端子没有接地线或接高电平。
（5）竞争与冒险现象。
当电子器件的两端同时同时变化时，容易产生竞争冒险现象，导致电路显示不稳定。
2、故障的排除方法
在电路的调试过程中不可避免的出现各种各样的问题，在查找故障时，需要耐心和细心，一步一步地检查。
（1）安装前，对每个器件进行检查，是否有管脚缺失，是否与功能表的各项功能一致。
（2）在安装时要逐个安装、调试，检查是否达到了预定的要求。
（3）在断电情况下，观察是否有器件没有与面包板接触好，是否有线脱落的现象，是否按照了原理图上进行安装，是否有器件没有接通电源。
（4）在通电情况下，用一根导线接到共阴极的 LED 上，另一端接到待检查处，从信号源到输出一一进行检查，观察是否与仿真时的情况一致，是否与预期的电平一致。
八、实验总结
在此次的三位显示计数系统设计过程中，更进一步地熟悉了芯片的结构及掌
握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。
在此次设计中，发现了很多日后要注意的地方和错误，例如：在连接十进制、六进制的接法中，要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能，那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了。
在设计电路中，往往是先仿真后连接实物图，但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的，例如仿真的连接示意图中，往往没有接高电平的脚以及接低电平的脚，因此在实际的电路连接中往往容易遗漏。
在设计电路的连接图中出错的主要原因都是接线和芯片的接触不良以及接线的错误所引起的。
因此仿真图和电路连接图还是有一定区别的。
对该设计的建议：此次的数字钟设计重在于仿真和接线，虽然能把电路图接出来，并能正常显示，但对于电路本身的原理并不是十分熟悉。
总的来说，通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力。
九、参考文献。