引言
《课程设计》是为了让我们更好的理解所学知识，体会理论与实践之间的联系，将所学理论真正用到实处。作为一名合格的大学生不仅需要有扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力；《课程设计》这门课程就给了我们这样一个机会。此次课程设计，让我们用所学的数字电子技术的基础知识，设计一个秒计时器，不仅能够加深我们对电子系统设计过程的理解，而且有助于我们对书本知识的进一步深化。
本作品的实现全部采用各种门电路及计数器芯片，利用自锁开关对电路进行控制，并且计时器具有十秒报警功能。
1 设计任务及要求
1.1 设计任务
设计并制作一个秒计时器
1.2设计要求
1) 有秒计时显示功能；
2) 设定外部操作开关，控制计时器的清零、启动和暂停/连续功能；
3) 计时器为秒递减或递加计时器，其计时间隔为1s ；
4) 计时器计时值为10秒的整数倍时，有提示。
2 系统各部分设计方案介绍
2.1 设计总体方框图
图2.1.1 系统框图
2.2 系统各部分设计方案介绍 系统电源
主计数器
74ls192
10s 整数倍报警器 显示数码管
清零/启动
控制开关
秒脉冲发生器 暂停/连续 控制开关
2.2.1 秒脉冲发生器的设计
A、方案一：利用运放构成振荡器
分析：该方案电路比较简单，计算相对容易。但是，运放振荡输出不是TTL电平，需要加一个正向偏移电平才能为后级电路所用，而且该方案输出波形的边沿不够陡峭，运放一般要采用双电源供电，调节也较为困难，实现起来不太方便。综合考虑，不采用此方案。
B、方案二：对晶体振荡器的输出进行分频
分析：晶体振荡器的输出虽然很稳定，但是输出频率一般较高，如果对其进行分频，需要用到多级电路，这样中间误差会变大，而且会提高制作成本，且晶体振荡器的输出一般为正弦，要得到方波，还需要整形，这又增加了电路设计与调试的复杂度。因此，不采用该方案。
C、方案三：利用555产生1KHz脉冲，再对其进行一千分频
分析：555产生脉冲的的电路不仅具有简单、易调节的特点，而且产生的脉冲较为稳定，输出电平为TTL电平，无需整形就可以直接运用于后级电路的输入，非常符合本课题的设计要求。
设计的详细过程：
①产生脉冲的电路。
图2.2.1 1KHz脉冲产生电路
②对脉冲产生电路（图2.2.1）的分析与计算。
该电路是利用555构成的多谐振荡器。其中C1为决定振荡周期的充放电电容，R1、R2、R3与C1构成充电回路，C1、R3、R2构成放电回路，3号管脚为信号的输出端。该电路相关参数的计算公式如下所示：
充电时间：T1=0.7(R1+R2)C
放电时间：T2=0.7R2C
振荡周期：T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C
占空比：D=T1/T
本设计中要求产生1KHz矩形脉冲。由T=1/f可知T=1ms，带入上式，可得到(R1+2R2)C 的值，为了使振荡器更易起振，电容值不易选取太大，这里取 C 等于0.01uF（103瓷片电容）。于是我们可以得到 (R1+2R2)约为144KΩ，又由占空比的计算公式 D=T1/T ，要想得到接近50%的占空比，在选取R1和R2 时应尽量使R2的值远大于R1，根据实际情况，选取标称电阻R1为6.8KΩ、R2为68KΩ，为了防止理论与实际之间的差距，外加滑动变阻器R3对周期与占空比进行调节，为了方便调节到所需的1KHz，调节范围不亦过大，故R3的值不应太大，这里我们取R3为10KΩ。
③一千分频电路的设计。
由三片十进制计数芯片74ls192以串联进位方式构成，该电路接法简单且不用外加门电路对其进行置位。74ls192的引脚排列及功能表如下所示：
（a）引脚排列（b）逻辑符号
图2.2.2 74ls192的引脚图和逻辑符号
图2.2.3 74ls192的功能表
电路如下图所示：
图2.2.4 74ls192构成的一千分频电路
图2.2.4中U2的5号脚接①中的3号脚（1KHz脉冲输出端），由于本课题采用加法计数方式，故每片芯片的4号脚接固定的高电平，进位端12号脚接下一芯片的5号脚（加法计数脉冲输入端），分频出来的1Hz脉冲由U4的12号脚输出到后级电路。
当用开关去控制分频方法产生的时钟信号时，基本不用考虑按键的抖动问题，此处将在按键去抖的篇幅中具体提及。
2.2.2 主计数器的设计
本课题中主计数器依然采用74ls192,74ls192的管脚分布与功能表如前所述，由于欲设计的秒计数器为六十进制且计数方式为加法，故每片芯片的4号脚接固定的高电平。
六十进制的计数器，需要由两片十进制芯片构成，和分频电路一样，采用串行进位方式，个位计数芯片的进位端（12号脚）接上十位计数芯片的脉冲输入端（5号脚）。对于六十进制的控制，则是利用的芯片的置数端外加门电路，具体电路如下图所示：
图2.2.5 主计数器电路
对图2.2.5的说明：图中左端U1为个位计数器，U2为十位计数器，分别将两片芯片
的0和6（0000和0110）接至与非门的两端，最后反相输出反馈给计数器的置数端，由于从零开始计数，置数端（P0-P1）应全部接0,即接地。
2.2.3 显示部分的设计
显示部分采用数码管和显示译码芯片74ls48。由于计数器74ls192的输出端是四位
的二进制8421码，要采用七段数码管进行显示，必须采用译码芯片。此外，译码芯片还有增强电路驱动能力的作用。虽然该芯片有较强的驱动能力，但是，要点亮数码管的每一段，需要大约10mA 这样大的电流，为了达到较好的显示效果，必须加上上拉电阻。上拉电阻的阻值计算方法为：
由上式计算出的电阻值大概为1KΩ。由于需要的电阻较多，为方便制作，选用1K
排阻。此部分电路如图2.2.6所示：
译码芯片的输出电流
数码管每段管压降电源电压上拉电阻阻值--=
mA 10
图2.2.6 显示部分的电路（con9为1K排阻）
对图2.2.6电路说明：数码管为共阴型，故公共端应接地，译码芯片的输入端应与计数芯片74ls192的输出数据端（8421码）相连，译码器的输出应按段连至数码管。
2.2.4 控制部分的设计
A、暂停连续控制开关
方案一：在脉冲源与计数器之间直接接上一个开关控制脉冲的通断
分析：该方案是最简单的方法，硬件实现上也很容易。但是，这种方法最大的缺点就是按键有抖动，在按下按键的过程中，数码管的显示出现乱码。
方案二：先对按键进行消抖处理，再与脉冲信号相与得到最终信号
分析：本方案的基本原理是通过控制与非门的开与关来实现脉冲信号的通断。按键消抖采用的是SR锁存器，它的输出端接2输入与非门的一端，脉冲信号接至与非门的
另一端。SR锁存器电路采用74ls00芯片搭建，按键则采用自锁开关，易于用户使用。
具体电路如图2.2.7所示：
图2.2.7 利用与门和锁存器的消抖电路
对图2.2.7电路的说明：自锁开关的公共端接地，另两端分别接至SR锁存器的S端和R 端，且SR锁存器的S端和R端通过保护电阻（1K）接至高电平VCC。由锁存器的功能表可知，该电路的输出只可能是高电平或低电平，而不会出现不确定状态，无论按键怎么抖动，输出电平是确定的，那么也就达到了我们想要的去抖效果。但是，由于接入的脉冲是一千分频产生的，其高电平占空比大于99%，那么脉冲输入端可近似认为是“1”，在按下暂停键时，脉冲输出端总会有一个上升沿，这个上升沿将会导致计数器加一，这也就是该方案的一个缺点。
方案三：利用数据选择器74ls153实现脉冲的通断控制
分析：该方案不仅消除了按键的抖动，而且按键按下与弹上来的过程不会使输出产生上升沿的脉冲，影响计数器。
该方案的电路如图2.2.8所示：
图2.2.8 利用数据选择器和锁存器的消抖电路
B、清零启动控制开关
该部分的设计比较简单，由于按键只是控制清零，则将按键直接接到74ls192 的清零端即可，无论按键怎样抖动，该引脚始终会悬空处于高电平状态，电路清零，因此这部分不用考虑消抖。
2.2.5 10s整数倍报警器的设计
由于本课题采用的计数器74ls192为十进制计数芯片，要实现十秒报警，则直接将个位置零时芯片的输出接至三极管的基极，从而实现报警灯的亮灭控制。电路如图2.2.9所示：
图2.2.9 LED灯报警电路
2.2.6 系统电源的处理
为了防止电源中的尖峰脉冲对电路产生干扰，在系统电源
的输入端，应加入滤波电容，滤波电容应选取大小不一的电容
组合，以便滤除不同频率成分的尖峰脉冲。此处选用470uf和
104的电容组合。
除此之外，系统电源端口应加上电源指示灯，这样做能使
我们较方便的进行电路的后续调试。
图2.2.10
3 设计方案实现过程
3.1 仿真电路（仿真图见附录一）
本次设计的仿真软件采用Proteus。仿真设计的过程简单高效。仿真过程一定要注意各个器件位置的摆放，否则很容易仿真出错，得不到想要的结果，此外，还应加强对该软件的熟悉，这对以后的学习和工作都是大有好处的。
3.2 原理图设计（原理图见附录二）
原理图的设计是根据仿真结果而得来的。原理图的设计过程应该要注意以下几点：
①放置元器件是一定要注意修改其标号和封装，否则编译会出错，无法正确导入PCB。
②元器件的摆放位置应尽可能合理、美观，一般可以按照信号的流向或者是按电路的功能模块摆放，便于后面对电路进行进一步调试。
③电路连线应尽可能清晰，注意有结点的位置，如果电路原理较为复杂，应多采用总线连接。
3.3 PCB电路图的绘制（布线结果见附录三）
原理图绘制好后，应对其进行保存、编译、查错，最后导入生成PCB。PCB板的绘制大致可以分为布局和布线。
布局过程应该注意各个器件之间的距离、摆放顺序，一般按照信号的走向进行布局，这样会使得电路的运行效率更高，也便于查错。此外，应尽量按照功能模块布局，这样会使电路更具有层次感，器件与器件之间，模块与模块之间的距离尽量短，以减少由于电线过长而带来的阻抗；布线时首先应设置线宽和焊盘大小，一般来说，电源线和地线应尽量粗，走线时应少绕管脚，不应出现小于九十度的拐角，根据电路情况，在布线完毕之后可以有选择性的覆铜，因为这样既可以增强板子的硬度，又可以提高电路的抗干扰能力。
3.4 制板焊板过程
本设计采用的是双层板，双层板制作最重要的就是要对好孔，所用的方法是先将PCB纸用订书机固定好，再用熨斗进行转印，这样的效果很好。腐蚀板子时应注意盐酸和双氧水的配比为1:1。焊接板子应该细心、认真，注意及时清洁烙铁头，焊锡不要放太多，以免浪费。
3.5 硬件调试过程
①在调试前先检测是否有虚焊、短路、断路等情况，在检查完毕后在没有出现这些情况下，才能进行板子的调试。
②在调试过程中，在接稳压电源时严格按照芯片5V电压的要求事先调好，用万用表先测电压，避免烧坏芯片或其他元器件。
③检查完电路的焊接情况，调好电源之后，就可以带电调试了。带电调试采用分步调试的方法。本设计中，先检查脉冲源的输出是否正常，再测试计数器和各个芯片的输入输出波形是否正常，然后根据遇到的问题，检查电路，修改电路。
4 总结分析
此次课程设计，对电子系统的设计制作流程有了一个大致的了解，结合本次课题的内容，主要出现了以下三个问题，并得到了解决。
（1）做板与焊接的过程时一定要先对照原理图检查PCB中各个器件的管脚连接是否正确，检查完毕之后才能开始制板。焊接过程需要有足够的耐心与细心，最好能打印出PCB的纸质文档，然后对着插好器件，再进行焊接。本次课设过程中，因为大意，插错了一个电容，导致电容损坏，脉冲源不起振，此外，由于没有检查好数码管的封装，导致数码管一开始出现的全部是乱码。今后的学习中应多加注意。
（2）脉冲源不起振的问题。对于本课题，一开始的方案是直接利用555产生1Hz的矩形脉冲，计算也比较精确，但是实际做出来之后，电路无法起振，原因大概有两方面，第一，所用的充放电电容过大（10uf）；第二，电路的布局与布线不够合理。解决的方法如前所述，利用555产生1KHz矩形脉冲，再对其进行分频。分频后的信号占空比大于99%，有利于防止按键的抖动，因为占空比很大，则脉冲可近似认为是一个高电平信号，按键的另外一端是悬空的，再按下与弹起的过程中，按键在悬空和脉冲之间抖动，也就相当于在两个高电平之间抖动，对计数器的输入来说，没有发生变化，故分频有利于改善按键抖动。
（3）按键的去抖问题。本次课设，按键的去抖是采用的SR锁存器，去抖电路较简单，去抖效果较好，但是应用到控制时钟信号的时候，就应考虑到锁存器的输出有一个固定的上升沿与下降沿，如果直接接到计数器的输入端，会对计数造成干扰，具体原因在控制部分的设计中已经提及，解决办法是采用四选一的数据选择器74ls153结合SR锁存器。
通过这次课程设计，我在电路板的制作方面积累了不少经验：对pcb的布局布线能力得到了进一步加强，了解到对元件的封装绘制尺寸一定要精确，对各元件的检测，参数等知识也有了更加全面的了解；最重要的是在遇到困难后，懂得了该如何去分析抽象的故障，以及该如何去解决这些故障。对于完成一个系统一定要考虑周全，完善也深有体会。这些教训在接下来的课设、毕设和以后的工作中我都会时刻谨记。
参考文献
【1】阎石，数字电子技术基础（第五版），高等教育出版社
【2】周巍黄雄华，数字逻辑电路-实验·设计·仿真，电子科技大学出版社
附录附录一：仿真电路图
附录二：原理图
学号： 课程设计 题目 学院 专业 班级 姓名 指导教师
年月日
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位： 题目: 篮球24秒记时器的设计与制作 初始条件： （1）具备显示24秒记时功能 （2）计时器为递减工作，间隔为1S （3）递减到0时发声光报警信号 （4）设置外部开关，控制计时器的清0，启动及暂停 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）设计任务及要求 （2）方案比较及认证 （3）系统框图，原理说明 （4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 （5）调试记录及结果分析 （6）对成果的评价及改进方法 （7）总结（收获及体会） （8）参考资料 （9）附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月16日~6月19日：明确课题，收集资料，方案确定 6月19日~6月21日：整体设计，硬件电路调试 6月21日~6月24日；报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名：2014年 6月日
前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球比赛也日趋职业化。篮球比赛中有一项违例时间要用倒计时器，目前多数采用的是24秒制。有需要就会有市场，因此设计一款24秒计时器是非常有必要也非常有前景的。 该计时器要有递减计时及报警功能。因此符合比赛中违例判罚的需要。 在NBA比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于proteus仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在proteus下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
课程设计名称：电子技术课程设计 题目：篮球竟赛30s计时器设计 专业：电气工程与自动化 班级：电气09-2 姓名：张瑞 学号：09005040229
摘要 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是以时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。 关键字计时器 ; 光电报警 ; 模块化
前言 人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。随着工业水平的进步和人民生活水平的提高，在很多领域都需要几个甚至上百个定时电路去控制多项操作，从而实现工业生产的自动化，最终提高劳动生产率促进经济的发展。定时器在实际工作中用到的场合很多，它成为今天工业控制领域、通讯设备、信息处理以及日常生活中最广泛使用的电路之一，在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒，用于各种竞赛的计时器、竞赛用定时器、数控电梯、数控机床、交通灯管理系统、各种智能医疗器械等，定时器是家用电器中的常用产品。 随着电子技术的高速发展和计算机技术的普遍应用，电子设计也越来越普遍地应用于整个电子行业中。电子设计是人们进行电子产品设计、开发和制造过程中十分关键的一步，其核心就是电子电路的设计。电子设计自动化(EDA)是在电子产品向更复杂、更高级，向数字化、集成化、微型化和低耗能方向发展过程中逐渐产生并日趋完善的电子设计方法，在这种方法中，设计过程的大部分工作（特别是底层工作）均由计算机自动完成，是电子技术发展历程中产生的一种先进的设计方法，是当今电子设计的主流。 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒限制。一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 定时器的应用范围极为广泛，其中首推由555构成的定时电路。集成器件555芯片是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，其逻辑功能强，使用灵活，可方便组成多种逻辑功能电路，能够更加简单更加快捷的实现定时功能，满足在日常生产和生活中的要求，所以555定时器电路在各个领域的应用及其广泛，在数字电路中占有重要位置，受到人们的普遍重视。本设计的秒脉冲发生器就是用由555构成的定时电路。
24秒倒计时器系统设计 一、仿真图 （一）Proteus元器件查找 1、芯片：89C51 2、电阻：res 3、缓冲器74HC244 4、数码管7SEG-------CC共阴极 5、非门74LS04 6、按键button 二、程序 #include
TH1=(65536-49000)/256; TL1=(65536-49000)%256; num2++; if(num2==20){ num2=0; if(!f1){ if(num!=0)num--; shi=num/10; ge=num%10; } } } void ex_int()interrupt 0 { num=24; } void ex_int1()interrupt 2 { sum++; if(sum%2==1) f1=1; else f1=0; } void delay() { uint j; for(j=0;j<200;j++); } void disply() { P2&=0XF0; P1=table[shi]; P2_0=1; delay(); P2&=0XF0; P1=table[ge]; P2_1=1;
目录 前言 (1) 一论证 (2) 1.1 设计原理 1.2 设计方案 1.3 各分电路功能分析 1.3.1 计数器电路 1.3.2 脉冲发生电路 1.3.3 译码显示电路 1.3.4 控制电路 1.4 仿真原理图 二课程设计总结...... 三参考文献...... 附录
电子技术课程设计任务书 题目：具有数字显示的篮球竞赛30S计时器 1．任务要求 设计一个篮球竞赛30S进攻时间限制计时器。 2．性能指标要求： （1）工作时间可在1—30S内任意设定。 （2）30S计时器是递减计时器，间隔为1S。能用LED数码管显示剩余工作时间，还能显示到1/10秒。即当计时开始时显示出所设定的总时间，每当计时10个1/10S，显示器的数字立即减1。 (3）减1计时到7S时，发出三声低音预告信号。 (4) 减1计时到零时(工作时间到)，发出三声高声，并自动停止计时。 (5) 具有暂停/继续工作、清零复位和启动计时功能。 3．设计与测试 按任务要求，设计电路，计算参数，选择元器件。根据所设计电路原理图，选择所需元器件连接电路，并按照调试步骤进行调试。 4. 成果要求 (1)课程设计说明书一本。 要求：内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据。 (2)所用元器件清单 (3)电路实体和仿真。 要求：电路必须有仿真结果（可利用Multisim进行电路仿真分析），该电路实体必须是自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。 参考器件：两片74LS192、一片74LS00，两片74LS48，一片555、一片74LS04、CC40161，共阴LED显示器2块，电阻、蜂鸣器、发光二极管等
湖南工业大学 课程设计 资料袋 电气与信息工程学院（系、部）2016～2017 学年第 1 学期课程名称电子技术课程设计指导教师黄卓冕职称讲师 学生姓名谢富专业班级电气工程1401 学号14401300114 题目篮球比赛24秒计时器设计 成绩起止日期2016 年11 月14 日～2016 年11 月18 日 目录清单
湖南工业大学 课程设计任务书 2016年～2017学年第1 学期 电气与信息工程学院（系、部）电气工程专业1401 班级课程名称：电子技术课程设计 设计题目：篮球比赛24秒计时器设计 完成期限：自2016 年11 月14 日至2016 年11 月18 日共 1 周
安 排 2016.11.15--17 学生进行设计 2015.11.18 学生修改、打印设计报告 主要参考资料[1] 康华光电子技术基础模拟部分（第五版）高等教育出版社 2007年 [2] 欧伟明. 实用数字电子技术. 北京：电子工业出版社，2012 [3] 陆应华. 电子系统设计教程. 北京：国防工业出版社，2005 [4] 李忠波等. 电子技术仿真与实践. 北京：机械工业出版社，2004 指导教师（签字）：年月日 系（教研室）主任（签字）：年月日 电子技术课程设计 设计说明书 起止日期：2016 年11 月14 日至2016 年11 月18 日篮球比赛24秒计时器设计
学生姓名谢富 班级电气工程1401 学号14401300114 成绩 指导教师(签字) 电气与信息工程学院（部） 篮球比赛24秒计时器设计 设计目的及要求 一、设计要求 （1）设计指标 1、具有24秒计时功能。 2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。 3、在直接清零时，要求数码显示器灭灯。 4、计时器为24秒递减时, 计时间隔为1秒。 5、计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 6、将24秒递减计时器改为24秒递增计时器，试问电路要作哪些相应的改动。 它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路（简称控制电路）和报警电路等五个部分组成。其中计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成24秒计时功能，而控制电路是控制计时器的直接清零、启动计数和暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。 为保证系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系： 1．操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。 2．当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完成置数功能，数码显示器显示24秒
课程设计报告 题目 30S定时器设计 院部名称 班级 学生姓名 学号 指导教师
目录 前言 一、电路设计原理与方案 (4) 1.1 设计原理 (4) 1.2 设计方案 (4) 二、各单元电路设计 (4) 2.1 脉冲发生电路 (4) 2.2 计数电路 (6) 2.3 译码显示电路 (8) 2.4 控制电路 (10) 三、仿真原理图 (11) 四、总结 (13) 附录、元件清单 (14)
前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做时间提醒设备等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 本设计主要能完成：显示30秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器全部显示为“0”；计时器为30秒递减计时其计时间隔为0.1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发光二极管LED点亮，停止减计数等。 整个电路的设计借助于Multisim 12.0仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 12.0下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
一、电路设计原理与设计方案 1.1 设计原理 我们可以用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲，即输出周期为0.1秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出，显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停/连续、译码显示电路的显示与灭灯及光电报警等功能。 1.2 设计方案 该系统应包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)等几部分构成。其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停、连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能以及工作时间的调节。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器显示零。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当按下十位调节开关时，计数器加1；当按下个位调节开关时，计数器同样加1；当暂停、连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停、连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。 二、各单元电路设计 2.1 脉冲发生电路 555定时器 555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这
数字电子技术课程设计说明书 篮球竞赛24秒计时器设计 系、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师：职称讲师 专业：电气 班级：电气 完成时间： 2012-6-6
前言
电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球比赛也日趋职业化。篮球比赛中有一项违例时间要用倒计时器，目前多数采用的是24秒制。有需要就会有市场，因此设计一款24秒计时器是非常有必要也非常有前景的。 该计时器要有递减计时及报警功能。因此符合比赛中违例判罚的需要。 在NBA比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于proteus仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在proteus下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
目录 第1章电路方案的选择及电路框图 (5) 设计方案 (5) 电路框图 (5) 第2章设计思路及其工作原理的介绍 (6) 设计思路 (6) 基本原理 (6) 第3章单元电路的设计 (8) 24进制计数器的设计 (8) 数码显示电路的设计 (9) 秒脉冲的设计 (11) 控制开关电路的设计 (13) 报警电路的设计 (13) 整机工作原理 (14) 第4章电路仿真 (15) 计时预备阶段 (15) 计时阶段 (16) 暂停\连续功能的实现 (17) 电路报警 (18) 第5章安装及调试步骤 (19) 第6章故障分析与电路改进 (20) 故障的分析和解决 (20) 电路的改进 (20) 结束语 (21) 参考文献 (22)
沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 篮球竞赛30秒计时器设计 班级/ 学号 学生姓名 指导教师 沈阳航空航天大学 课程设计任务书 课程名称数字逻辑课程设计 院（系）计算机学院专业计算机科学和技术 班级学号姓名 课程设计题目篮球竞赛30秒计时器设计 课程设计时间: 2010 年07 月15 日至2010 年07 月24 日课程设计的内容及要求： 一、设计说明 在篮球比赛进行过程中经常需要计时操作，设计一个用于篮球竞赛的30秒计时器。其原理参考框图如图1所示。
秒脉冲发生器 译码 显示计数器 控制电路报警电路 外部操 作开关 { 图1 篮球竞赛30秒计时器原理框图 二、技术指标 1．具有显示30秒的计时功能。 2．设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/ 连续功能。 3．计时器为30秒递减计时器，其计时间隔为1秒。 4．计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，应发出光电报警信号。 三、设计要求 1．在选择器件时，应考虑成本，要求采用LED显示。 2．根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 3．画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 四、实验要求 1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。 2．进行实验数据处理和分析。 五、推荐参考资料 1．刘修文主编.实用电子电路设计制作.[M]北京：中国电力出版社，2005年2．朱定华主编.电子电路测试和实验.[M]北京：清华大学出版社，2004年3．路勇主编.电子电路实验及仿真.[M]北京：北方交通大学出版社，2004年六、按照要求撰写课程设计报告 指导教师年月日 负责教师年月日 学生签字年月日 成绩评定表 评语、建议或需要说明的问题： 成绩
数字逻辑电路设计 课程设计报告 系（部）：三系 专业：通信工程 班级：11通信 1班 姓名：张梦瑶 学号：20110306111 成绩： 指导老师：李海霞 开课时间：2012-2013学年二学期
一、设计题目 篮球比赛 24 秒倒计时器 二、主要内容 1、分析设计题目的具体要求 2、完成课题所要求的各个子功能的实现 3、用multisim 软件完成题目的整体设计 三、具体要求 （1）具有显示24s 倒计时功能：用两个共阴数码管显示，其计时间隔为1s。 （2）分别设置启动键和暂停 /继续键，控制两个计时器的直接启动计数，暂停/继续计数功能。 （3）设置复位键：按复位键可随时返回初始状态，即进攻方计时器返回到24s。 （4）计时器递减计数到“00”时，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光。 四、进度安排 第一天：介绍所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。 第二天：消化课题，掌握设计要求，明确设计系统的全部功能，图书馆查阅资料。 第三天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。 第四天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。 第五天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。 第六天：完成整体设计并仿真验证。 第七天：对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。 第八天：完成实践报告的撰写 五、成绩评定 课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成：
1、理论设计方案，演示所设计成果，总成绩40％； 2、设计报告，占总成绩30％； 3、回答教师所提出的问题，占总成绩20％； 4、考勤情况，占总成绩10％； 无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为 0 分，无故旷课三次总成绩为 0 分。迟到 20 分钟按旷课处理。
. 定时电路的设计 ——数字逻辑课程设计 学院：计算机学院 专业班级：计科13
时间：2015年1月4日 目录 设计要求 (3) 正文 一、倒计时器组成及原理 (3) 1.1倒计时计数器组成 (3) 1.2工作原理 (3) 二、拟定设计方案 (4) 2.1用Multisim进行仿真设计 (4) 2.2设计实现数码管显示 (4) 2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能 (4) 2.4设计实现减法计数功能 (5) 2.5设计实现二位数减法计数功能 (5) 2.6设计实现反馈电路实现30秒计数功能 (5) 2.7设计实现控制电路实现启动、清零/复位和暂停/继续计数控制电路 (5) 2.7.1清零/复位电路 (5) 2.7.2暂停/继续计数电路 (6) 2.7.3启动电路 (7) 2.8设计实现闪烁报警电路 (8) 三、功能说明总结 (9) 四、课程设计小结 (9) 参考文献 (10) 附录： 一、电路原理图 (11) 二、元器件明细表 (11)
设计要求： 设计30秒倒计时计数器。 30秒倒计时器的设计功能要求包括： 1.具有30S减计时功能，计时时间到后发出声光报警信号（点亮LED，喇叭鸣叫）； 2.计时时间精确（用石英振荡器产生秒信号）； 3.用数码管显示剩余时间； 4.具有复位、启动、暂停、继续等操作按钮； 正文： 一、倒计时器组成及原理 1.1倒计时计数器组成 倒计时计数器选用TTL集成电路，主要由秒定时振荡发生器、减法计数器、译码器、七段数码显示器、控制电路、闪烁报警电路等组成，在电路工作过程中，电路能够通过控制器实现开始计数、清零/复位、暂停/继续计数等功能，在倒计时结束保持00状态并不断闪烁提示报警，原理图如下： 图1 1.2工作原理 当电路工作时，由555定时器组成多谐振荡器，选取适当的电容使振荡周期为1s；用两片减法计数器芯片级联组成二位数计数器，用七段数码管显示计数；控制电路通过控制减
数字电子技术课程设计说明书篮球竞赛24秒计时器设计 系、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师：职称讲师 专业：电气 班级：电气 完成时间：2012-6-6
设计题目篮球比赛24秒倒计时器的设计
课程论文要求 设计制作一个篮球竞赛计时系统，具有进攻方24秒倒计时功能，具体设计要求如下： 1、具有显示 24s 倒计时功能：用两个共阴数码管显示，其计时间隔为1s。 2、分别设置启动键和暂停/继续键，控制两个计时器的直接启动计数，暂停/继续计数功能。 3、设置复位键：按复位键可随时返回初始状态，即进攻方计时器返回到24s。 4、计时器递减计数到“00”时，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即直流振荡器发出声响和发光二极管发光。 前言
电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球比赛也日趋职业化。篮球比赛中有一项违例时间要用倒计时器，目前多数采用的是24秒制。有需要就会有市场，因此设计一款24秒计时器是非常有必要也非常有前景的。 该计时器要有递减计时及报警功能。因此符合比赛中违例判罚的需要。 在NBA比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。 本设计主要能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；计时器为24秒递减计时其计时间隔为1秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于proteus仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在proteus下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
姓名#### 班级######## 学号####### 实验日期2015.5.26 节次5—6 教师签字成绩 基于74LS192的30秒倒计时设计 1.实验目的 1）掌握555定时器的功能； 2）了解74LS192减法计数器的功能； 3）掌握RS触发器在消除开关抖动中的应用； 4）掌握调试电路的方法； 5）掌握电路设计的基本思想和流程。 2.总体设计方案 1）30进制计数器的设计 本实验采用74LS192芯片作为计数器，74LS192是同步的加减计数器，其具有清除和置数的功能。本实验选择两片74LS192作为分别作为30的十位和个位。本实验中将作为十位的计数器输入端置为0011而将个位的输入端置为0000。将两片74LS192的置数端连出来与开关B相连，开关B控制置数端与高电平还是低电平，从而实现当30倒计时到00时，通过手动操作开关B而可以重新开始倒计时，计数器的电路连接如下图所示： 图1：计数器电路设计 2）T=1s的时间脉冲的设计 本实验采用由555定时器组成的多谐振荡器来产生周期为1s的时间脉冲，从而为30秒倒计时提供了脉冲输入。这里取R1=51kΩ,R2=47 kΩ,C=10μF。 由于震荡周期T≈0.7（R1+2R2）C=0.7×（51kΩ+2×47 kΩ）×10μF=1.015s，显然这样的设计是符合实验要求的。
图2：555定时器组成的多谐振荡器 3）RS触发器控制电路设计 将RS触发器应用到开关电路中能很好的对30秒倒计时进行控制。当B开关打到右侧时，无论A开关打到哪侧，倒计时均未开始；当B开关打到左侧时，A开关打到右侧开始倒计时，A开关打到左侧暂停倒计时。 图3：RS开关控制电路 3.实验电路图 运用Multisim13绘制的实验电路图如下所示：
电气工程系电子实验室 课程设计报告 课程名称数字电子技术基础课程设计 设计题目篮球竞赛24秒计时器设计 班号KT623-3 专业自动化(汽车电子工程) 学生姓名学号 4 指导教师（签字） 起止日期 2009年 1月 6日－2009年 1月 9日
前言 (2) 第一章计时器概述 (3) 1.1篮球竞赛24秒计时器功能 (3) 1.2 设计任务及要求 (3) 1.2.1基本要求 (3) 1.2.2 设计任务及目标 (4) 1.2.3 主要参考器件： (4) 第二章电路设计原理与单元模块 (5) 2．1 设计原理 (6) 2．2 设计方案 (7) 2．3 单元模块 (8) 2.3.1 8421BCD码递减计数器模块 (8) 2.3.2 时钟模块 (10) 2.3.3 辅助时序控制模块 (12) 2．3．4 译码显示模块 (12) 第三章安装与测试 (14) 3.1 电路的安装 (15) 3.2 电路的调试 (16) 第四章实验体会 (16) 结论 (17) 致谢 (17) 参考文献 (19) 附录 (20)
数字电子技术课程设计是数字电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。
《篮球竞赛30秒定时器》课程设计 2010-11-12 14:42:15| 分类：课程设计| 标签：|字号大中小订阅 《数字电子技术》课程设计报告 课题：篮球竞赛30秒定时器 1．设计目的 2．设计要求 1、设计一个30秒计时电路，并具有时间显示的功能。 2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续计时。 3、要求计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1。 4、当计时器递减计时到零(即定时时间到)时，显示器上显示00，同时发出 光电报警信号。 3．总体设计 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就视为犯规。本课程设计的“篮球竞赛30秒定时器”，可用于篮球比赛中对球员持球时间作30秒时间限制。一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动报警，从而判定此球 员犯规。 本设计主要能完成：显示30秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制定时器的直接清零/启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；定时器为30秒递减计时，其计时间隔为1秒；定时器递减计时到零时，数码管显示器不灭灯，同时发出光电报警信号等。同时本课程设计是脉冲数字电路的简
单应用，设计了篮球竞赛30秒定时器。此定时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续，以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此定时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当定时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成的中途计时功能，实现了在许多特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。 3.1 制作流程图 图1 设计总框图3.2 原理图 图2 篮球竞赛30秒定时器原理图 在操作S3到直接清零开关时，此时要求计时器清零，数码显示灭灯。当启动开关S1闭合时，控制电路应封锁始终信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完
目录 1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 (1) 设计课题任务 (1) 功能要求说明 (1) 总体方案介绍 (1) 2 单元电路的设计 (2) 秒脉冲发生器 (2) 计数器 (4) 译码显示 (4) 控制电路 (5) 报警电路 (5) 电路原理图和PCB图 (5) 3 芯片引脚及功能说明 (6) 555定时器 (6) 74LS161 (7) 74LS192 (7) 74LS48 (8) 4 仿真结果及分析 (10) 仿真总原理图 (10) 仿真结果 (11) 小结 (12) 元件清单 (13) 参考文献 (14) 附录 (15) 附录A：电路原理图 (15) 附录B：电路PCB图 (16)
1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 设计课题任务 设计并制作一个篮球竞赛计时器 功能要求说明 1.准确计时，具有显示30秒计时功能； 2.设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停、连续功能； 3.计时器为30s递减计时器，其计时间隔为1s； 4.计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。总体方案介绍 篮球竞赛30秒计时器的总体方案框图如图所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块组成。其中计数器和控制电路时系统的主要模块。计数器完成30秒技术功能，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示、定时完成报警等功能。 图 30秒计时器的总体方案框图 2 单元电路的设计
秒脉冲发生器 秒脉冲发生器设计原理 用555集成电路组成多谐振荡电路如图所示。 电路的工作原理是：接通电源，电源经外接电阻R1和R2向电容C充电，其上电压按指数规律上升，当电压上升至2/3VDD时，会使比较器A1翻转输出低电平，RS触发器复位，输出端U0=0，同时三极管VT导通，电容C通过R2和VT 放电，当电容电压下降到1/3VDD时，比较器A2翻转输出低电平，RS触发器置位，输出端变为高电平，三极管VT截止，C放电终止又开始充电，周而复始，输出端便可获得周期性的矩形脉冲波。 电容C的放电时间t1与充电时间t2分别为 t1=R2CIN2≈ t2=(R1+R2)CIN2≈(R1+R2)C 可得输出脉冲波的频率为 f=1/(t1+t2)≈(R1+2R2)C 图 555集成电路组成多谐振荡电路 秒脉冲发生器设计方案 一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高，由于本次课程设计对精度要求不高，因此选择用555集成电路组成多谐振荡电路产生f=10Hz的周期性矩形脉冲波。555集成电路组成多谐振荡电路参数设计如图所示。
目录 摘要 (1) 1设计任务及要求 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2基本要求 (2) 1.2.1初始条件 (2) 1.2.2要求完成的主要任务 (2) 2 方案选择与论证 (3) 2.1 方案的选择 (3) 2.2 方案论证 (4) 3电路框图及工作原理 (4) 3.1电路框图 (4) 3.2设计方案 (5) 4单元电路设计与说明 (6) 4.1时钟脉冲发生器 (6) 4.2 24进制计数器 (7) 4.3 译码显示电路 (9) 4.4控制电路 (10) 4.5 声光报警电路 (10) 4.6 元器件选择 (11) 5电路调试 (11) 5.1 电路调试阶段 (11) 5.2调试方法 (13) 5.3调试步骤 (13) 5.4调试中出现的问题及解决方案 (14) 5.5调试结果 (14) 结束语 (15) 参考文献 (16)
摘要 该篮球竞赛倒计时电路主要由四个部分构成：时钟脉冲发生器、计数器、译码显示电路以及声光报警电路。时钟脉冲发生器由含555定时器的多谐振荡电路组成，发出频率为1HZ的方波脉冲；计数器主要由两个74LS192构成，具有计时器直接控制电路控制计数器启动计数、暂停/连续计数以及清零置数的功能；译码显示电路主要由两个七段共阴极的数码管和74LS48芯片构成，能够显示24秒倒计数过程；声光报警电路主要由一个发光二极管和一个蜂鸣器组成，当计数器显示00时，发光二极管和蜂鸣器一起工作，进行声光报警。 关键词:时钟脉冲发生器计数器发光二极管蜂鸣器七段共阴数码管
篮球24秒计时器的设计与制作 1设计任务及要求 1.1设计任务 本设计主要能完成：在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒，它就自动报警从而判定此球员的犯规。 1.2基本要求 1.2.1初始条件： （1）具备显示24秒记时功能 （2）计时器为递减工作，间隔为1S （3）递减到0时发声光报警信号 （4）设置外部开关，控制计时器的清0，启动及暂停 1.2.2要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） （1）设计任务及要求 （2）方案比较及认证 （3）系统框图，原理说明 （4）硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 （5）调试记录及结果分析 （6）对成果的评价及改进方法 （7）总结（收获及体会） （8）参考资料 （9）附录：器件表，芯片资料
30秒倒计时计数器设计 ——数字电子计数基础课程设计 学院：计算机学院 专业班级：通信工程10-2班 时间：2013年1月7日
目录 设计要求 (3) 正文 一、倒计时器组成及原理 (3) 1.1倒计时计数器组成 (3) 1.2工作原理 (3) 二、拟定设计方案 (4) 2.1用Multisim进行仿真设计 (4) 2.2设计实现数码管显示 (4) 2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能 (4) 2.4设计实现减法计数功能 (5) 2.5设计实现二位数减法计数功能 (5) 2.6设计实现反馈电路实现30秒计数功能 (5) 2.7设计实现控制电路实现启动、清零/复位和暂停/继续计数控制电路 (5) 2.7.1清零/复位电路 (5) 2.7.2暂停/继续计数电路 (6) 2.7.3启动电路 (7) 2.8设计实现闪烁报警电路 (8) 三、功能说明总结 (9) 四、课程设计小结 (9)
参考文献 …………………………………………………………………………………10 附录： 一、电路原理图 .................................................................................11 二、元器件明细表 (11) 设计要求： 设计30秒倒计时计数器。 30秒倒计时器的设计功能要求包括： 1、具有30秒倒计时功能； 2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零/复位、开始和暂停/连续计数功能； 3、计时器计时间隔为1秒； 4、计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，保持并闪烁光电报警。 5、计时器暂停计数时，数码管闪烁提醒； 正文： 一、倒计时器组成及原理 1.1倒计时计数器组成 倒计时计数器选用TTL 集成电路，主要由秒定时振荡发生器、减法计数器、译码器、七段数码显示器、控制电路、闪烁报警电路等组成，在电路工作过程中，电路能够通过控制器实现开始计数、清零/复位、暂停/继续计数等功能，在倒计时结束保持00状态并不断闪烁提示报警，原理图如下： 倒计时计数器原理组成框图 秒定时振荡 发生器 减法计数器 数码管译码器 七段数码管显示 控制电路 闪烁报警电路
24秒计时器设计 篮球比赛24秒计时器采用倒计时的方式，以AT89C51芯片为核心，主要由按键控制部分、显示部分和报警部分组成，具有启动计时、暂停、继续、复位和到零报警等基本功能。硬件电路设计和软件编程设计完成之后，利用Keil u Vision4软件生成HEX文件，将HEX文件导入Proteus软件下设计出的仿真电路中，检查设计要求的各项基本功能是否满足设计要求。通过不断的对软件和硬件进行调试和改进，最终完成了二者的良好适配。本设计采用模块化设计，思路明确，易于编程和调试。 关键词：单片机；计时器；篮球赛
第一章设计要求及方案论证 1.1 设计目的及要求 1.1.1 设计目的 通过本次利用51单片机设计篮球比赛24秒计时器，大致掌握单片机开发设计的基本过程，了解和熟悉单片机与外围接口电路的综合应用，加深对单片机的理解，体会单片机在我们生产生活中的重要意义。其次，通过本计时器的设计，学习利用C语言进行单片机编程，梳理学习的C语言知识，提升编程能力，对以后的工作和学习可以起到奠定基础的作用。 1.1.2 功能要求 (1)能够进行比赛的24秒倒计时，并具有启动、暂停、继续和复位等基础功能； (2)能够通过LED数码管将倒计时显示出来，便于观看； (3)当24秒倒计时结束时，能够发出报警信号。 1.2 方案论证 1.2.1 1.2.3 系统结构图 以下是本计时器的系统结构图，以51单片机为控制芯片，主要包括晶振电路、计时器复位、按键控制、计时显示和报警信号等组成部分。
图1 系统结构图
第三章硬件电路设计 3.1 各部分电路设计 本计时器功能要求主要是24秒倒计时，实现启动、暂停、继续和复位等操作，同时将计时显示出来。当计时倒为零时发出报警信号。基于这些要求，设计出本计时器的各电路模块如下所述： 3.1.1 晶振电路 图3.1 晶振电路示意图 单片机电路是由许多的门电路组成，由于门电路工作时需要时钟信号作为触发信号，所以单片机工作必不可少的便是晶振电路，即晶振电路为单片机正常工作提供时钟信号流。因而在同样电路的情况下，脉冲频率越高，单片机性也越高。本计时器中我们使用12MHz的晶振，其原因是51单片机内部时钟频率是外部时钟的12分频，即12MHz晶振分频后就是12MHz/12=1MHz，一个指令周期为1/1M=1us，这样为我们获得一秒的延时提供了便利。
一．实验目的 理解倒计时器工作原理，实现以中小规模集成电路设计计时器的方法，它是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。它是由时钟脉冲产生电路、计数电路、译码驱动及显示电路、报时电路及电源电路组成。时钟脉冲采用555定时器构成多谐振荡电路产生，通过EDA软件Multisim10绘制了电子电路仿真原理图，并进行仿真，同时用万能板焊接制作了硬件实现电路。 二．系统原理框图 图1系统原理框图 一．1秒脉冲发生器：秒脉冲信号发生器需要产生一定精度和幅度的矩形波信号。实现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可由单稳态电路构成，可以由施密特触发器构成，也可以由555点哭构成等。 不同的电路队矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发生器。本实验中由于脉冲信号作为计数器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因此要求脉冲信号有比较高的精度。一般情况下，要做出一个精度比较高的频率很低的振荡器有一定的难度工程上解决这一问题的办法就是先做一个频率比较高的矩形波震荡器，然后将其输出信号通过计数器进行多级分项，就可以得到频率比较低精度比较高的脉冲信号发生器，其精度取决于振荡器的精度和分级项数。 2．30秒减法计数器： 30秒减法计数器采用74LS192设计，74LS192是十进制同步加法|减法计数器，采用8421BCD码编码，具有直接清零异步置数功能。
3.控制电路按照系统的要求，电路应该完成以下4个功能； 1）当操作直接清零按键时，要求计数器清零。 2）当启动按键闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完成置数功能，显示器显示30秒字样。当启动按键释放时，计数器开始减法计数。 3）当暂停连续开关处于暂停状态时，控制电路封锁计数脉冲，计数器停止计数，显示器显示原来的数，而且保持不变，当暂停连续开关处于连续状态时，计数器正常计数，另外，外部操作开关都应该采取消抖措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。 4）当计数器递减到零时，控制电路输出报警信号，计数器保持状态不变。 三．方案设计与论证 3.1时间脉冲产生电路 方案一：由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。 方案二:由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CD4060、BCD同步加法计数器CD4518构成的秒信号发生器。