1前言
随着科学技术与计算机应用的不断发展，以单片机作为核心的测量控制系统层出不穷。在被测信号中，较多的是以模拟和数字开关信号。此外还经常遇到以频率为参数的测量信号。例如流量，转速晶体压力传感以及参变量－频率转换后的信号等等。对于这些以频率为参数的被测信号通常采用测频法，测频率的测量在生产和科研部门中经常使用，也是一些大型系统实时检测的重要组成部分。数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波、尖脉冲信号和其他具有周期特性的信号的频率，而且还可以测量它们的周期。经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；可以测量电容做成数字式电容测量仪；在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。因此数字频率计在测量物理量方面应用广泛。数字式频率计基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字电路技术发展起来的一种新型的数字测量仪器。由于数字电路的飞速发展，所以，数字频率计的发展也很快。通常能对频率和时间两种以上的功能数字化测量仪器，称为数字式频率计(通用计数器或数字式技术器)。本设计以ICM7216D大规模集成电路为核心，将被测频率信号送入设计电路，利用它内部的各种功能完成频率的测量。并采用动态扫描的方法通过6位数码管显示出相应的频率数值。大规模集成电路测量的频率精度高，速度快，并且设计简单方便，较一般逻辑电路所构成的数字频率计要精简的多，同时还具有时间显示功能，为各种生活工作提供了方便。
2总体方案设计
数字频率计主要由ICM7216D大规模集成电路及其他辅助电路组成，一个简易的数字频率计需要由时基信号发生器，闸门电路，门控电路，放大整形电路及计数译码显示，这几部分组成。ICM7216D大规模集成电路把计数，锁存，位，和段驱动，量程及小数点选择等电路集成在一片芯片上，是一个综合性能极强的元件。
2.1方案比较
方案一：采用了八块CD4000系列CMOS数字集成电路块。整机主要由输入电路，秒基准电路，锁存信号及清零脉冲发生电路、计数及显示电路以及电源部分等组成。输入电路应该根据被测脉冲的具体条件来决定。被测脉冲可以有很多类型。常见的有三角波、正弦波、矩形波等等。每种渡又都可有正向型、交流型、及负向型之分。
图2.2 方案一的方框图
方案二：用ICM7216D大规模集成电路，它把计数，锁存，译码，位和段驱动，量程及小数点选择等电路集中起来。只需一块芯片即可完成上述所有元件所集合起来的功能，这对我们的线路设计和功能的实现无疑是一个极大的方便。但是同样需要时基电路产生基准时钟脉冲，这里同样需要555时基电路（或者使用晶振电路产生标准始终脉冲），对于待测波形也必须经过整流之后才能进入ICM7216D，所以跟方案一的原理基本上保持一致，只要通过ICM7216D大规模集成电路也可以完成所有的功能，而且从电路的设计上简化了许多步骤，这样将节约更多设计电路的时间。
2.2 方案二的方框图
2.2方案选择
用ICM7216D大规模集成电路，它把计数，锁存，译码，位和段驱动，量程及小数点选择等电路集中起来。只需一块芯片即可完成上述所有元件所集合起来的功能，这对我们的线路设计和功能的实现无疑是一个极大的方便。虽然跟方案一的原理基本上保持一致，但是通过ICM7216D大规模集成电路也可以完成所有的功能，从根本上简化了设计步骤，这样将节约更多设计电路的时间，并且体现了大规模集成电路的高效率性。
３单元模块的设计
３.1放大整形电路
放大整形电路是由晶体管3DG100与74LS00等组成，其中3DG100组成放大器将待测波形进行放大。与非门74LS00构成施密特触发器，它对放大器的信号进行整形，使之成为矩形脉冲。如图3.1
图3.1 放大整形电路原理图
3.2晶振电路
晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。
图3.2 晶振电路原理图
３.3 时基电路（可选）
通常情况下需要一个时基电路产生一个标准时间（高电平持续时间为1S），一般选择定时器555构成的多谐振荡器产生（如果使用外时钟振荡）。可以根据振荡器的公式算出电阻和电容的大小来确定振荡周期。
３.4量程选择电路
这部分电路主要用来实现一些测量待测脉冲的功能，如图3.3,3.4
图3.3 量程选择电路
图3.4 控制电路
3.2元器件的选择
由ICM7216D构成的10MHZ频率计电路，它采用+5V单电源供电。高精度晶振体和C1和C2，R3构成10MHZ并联振荡电路，以产生时间基准频率信号，经过内部分频后产生闸门时间。被测频率从28脚输入。开关S1-S5选择不同的工作模式，例如，当S4接通时，将1脚与D4连接为数据保持状态，但LED消隐。当S5接通时，全部数码管显示8，小数点也都亮。S1-S5下面分别串联一只隔离二极管，防止开关接通时短路。S6为量程选择开关，将14脚分别与D1，D2,D3,D4连接，可依次获得0.01S,0.1S,1S和10S的闸门时间。SB1是复位清零按钮。SB2是读数保持按钮，其功能与开关S4不同，当SB2按下时计数器复零，但锁存器内部原有的数据被保存显示出来。
如附录电路图所示，位输出用的8根输出线，一端分别接到D1-D8的引脚上，另一端对应排列接至LED数码管。同样7段输出a,b,c,d,e,f,g与小数点均与DP端接通，第8位显示器的小数点用来表示输出频率过载。也可在DP端与D8端之间外接一发光二极管作过载指示。
如附录中电路图所示，R1和C3用来减小噪声，R3给内部振荡电路提供直流偏执，C2用来微调振荡频率，R2是下拉电阻，使保持端在常态下呈低电平。
ICM7216D要求输入信号的高电平大于 3.5V，低电平小于 1.9V，脉宽大于50ns，所以实际应用中，需根据具体情况增加一些辅助电路。如用场效应管源极跟随器作输入缓冲级，后面再加一级宽带电压放大器，整形器，电平转换器，将被测信号变成标准的数字信号再输入28脚。
3.3特殊器件的介绍
３.3.1ICM7216D大规模集成电路
1 ICM7216D简要介绍
主要功能为一个频率计数器（ DC到为10MHz ）
4个内部闸门时间： 0.01s ， 0.1s ， 1s 在频率计数模式中直接驱动数字和LED数码管显示屏（共同阳极和共同阴极版本）+5V单电源供电
高度稳定的振荡器，用途为1MHz或为10MHz晶体
内部产生的小数点，进位等功能
运低功耗模式
保持和重置投入额外的灵活性
2 ICM7216D参数及时序图
最高供电电压（VDD-VSS）：6.5V
最高位数字的输出电流：400MA
最大输出电流：60MA
输入输出端的最大电压：(VDD+0.3V)至(VSS-0.3V)
温度范围：-25摄氏度至85摄氏度
图3.5 ICM7216D时序图
图3.6 ICM7216D的典型性能曲线
3ICM7216D大规模集成电路内部结构
要实现计数，锁存，译码，位和段驱动，量程及小数点选择等功能，必然内部是由大规模的逻辑电路组成，通过各个元件的功能组合起来才能实现这整体的作
用，这些功能可以分为如图3.7的几个模块来实现。
图3.7 ICM7216D的内部结构及框架图
３ICM7216D各引脚功能
ICM7216D的引脚功能如下图所示。图中控制输入端有五种工作模式，例如，将1
脚与3脚端接后，为允许外时钟输入模式。工作状态端在采样期内输出低电平。D1-D8为位控制端，ICM7216D以500HZ频率依次对D8-D1（从高位到低位）扫描，当某一位控制端呈低电平时，计数器，显示器被清零，13脚为外部小数点输入端，当13脚悬空时，随着量程的改变，小数点位置自动移位。a-g为段输出驱动端，DP为小数点输出端，均为高电平有效，它与D1-D8的位扫描信号作同步输出，因此可自动显示小数点的位置（27脚为保持，26脚为晶振出，25脚为晶振入）。如图
3.7图 ICM7216D各引脚功能
3.3.2 555定时器
555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其内部结构及管脚排列如图3.8所示。
设电容的初始电压u c＝0，t＝0时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端V tl=V th＝0 图3.8 555定时器内部结构及管脚排列 器组成的多谐振荡器如图3.9(C)所示，其中R 1、R 2和电容C 为外接元件。其工 作波如图3.9（D ）所示。，定时器内部放电三极管截止，电源V cc 经R 1，R 2向电容C 充电，u c 逐渐升高。当u c 上升到V cc /3时，A 2输出由0翻转为1，这时R=S ，R-S 触发顺保持状态不变。所以0 t=t 1时刻，u c 上升到2Vcc/3，比较器A 1的输出由1变为0，这时R=0，S=1，R-S 触发器复0，定时器输出u 0=1。t 1 过R 2放电。u c 按指数规律下降，当u c <2V cc /3时比较器A 1输出由0变为1，Ｒ－ Ｓ触发器的R=S=1，Q 的状态不变，u 0的状态仍为低电平。 t=t 2时刻，u c 下降到1/3V cc ，比较器A 2输出由1变为0，R---S 触发器的R=1，S=0，触发器处于1，定时器输出u 0=1。此时电源再次向电容C 放电，重复上述过程。 通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出u 0=1，电容放电时，u 0=0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波， 其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。 由图（D ）可知，振荡周期T=T 1+T 2。T 1 电容充电时间，T 2为电容放电时间。 充电时间 T 1=(R 1+R 2)*0.7C 放电时间 T 2=0.7*R 2*C 矩形波的振荡周期T=T 1+T 2 因此改变R1、R2和电容C 的值，便可改变矩形波的周期和频率。 对于矩形波，除了用幅度，周期来衡量外，还有一个参数：占空比q ，q=（脉宽t w ）/（周期T ），t w 指输出一个周期内高电平所占的时间。图（C ）所示电路输出矩形波的占空比1112 1212 2T T R R q T T T R R += ==++。 ３.3.3数码显示器 数码显示器可显示系统的运行状态及工作数据，我们所选用的是发光二极管（LED ）显示器，它分为两种，共阴极（BS201/202）与共阳极（BS211/212），我们所选的是共阴极，它是将发光二极管的阴极短接后作为公共极，当驱动信号为高电平时，阴极必须接低电平，才能够发光显示。如图4.0 图4.0 共阴极LED数码管 ４电路调试 接通电源后，用双踪示波器（输入耦合方式置ＤＣ档）观察时基电路的输出波形，看是否与要求的波形相符合，其中高电平脉冲时间为1s，低电平脉冲为0.25秒，否则重新调节时基电路中的电阻值，直到满足要求为止。（如果接外时钟输入） 在放大电路输入端加入f=1000HZ,Vpp=1V的正弦信号，用示波器观察放大电路和整形电路的输出波形，应为与被测信号同频率的脉冲波，显示器上的读数应为1000HZ。 对ICM7216D的功能端进行检测，对芯片的28脚进行检测，确保待测波形经放大整形已转化成标准矩形脉冲，再检查芯片25，26脚的晶振输入和晶振输出，是否有标准时钟信号产生，具体检测方法，同接入外时钟标准电路相同。 5系统功能和参数 5.１功能 整个系统的功能包括计数，锁存，位，和段驱动，量程及小数点选择，放大整流等，综合起来说就是测出被测波形的单位时间内变化的次数。 5.２系统参数 在设计系统的过程中，要注意各元件的额定值，因此在适当的地方加上一些电阻电容是相当有必要的，如果违背这个原理的话，可能导致某个电路模块被烧坏，从而影响整个电路系统的运行。 ６设计总结 在这次数字电路课程设计中，我收获到了很多课堂上不能学习到的东西，在这个漫长的设计过程中，我学会了自己去发现去探索某些没有学习过的新事物，通过网骆上查询设计中每个我们所需要的元件，通过英特网这个途径，我了解到了每个元件的工作原理及它的内部结构，还有它能执行的功能，及每个管脚的作用。通过这个设计，我接触了更多新的电路和元件。在设计的过程中，不断的寻找功能更全面，实现越简单的方法，并学会了先在我们的大脑里建立几种方案，然后从各个方面的因素进行考虑，最终选出较优化的方案，以进行实施，频率计数器的设计方法虽然很多，我们从网络里了解到ICM7216D这块芯片更能全面的实现这些功能。所以我们凭着一种敢于选择新元件的勇气进行设计，最后完成了电路图的设计。但是我们并不能因为这次完成了设计而停止不前，或许电路里面还存在着很多问题，或者还有地方不够完善，这些都需要我们去不断地完善他们，比如量程不够大，测量不够精确等等问题，这些可能还要通过修改和添加新的电路以求完善。总的来说在这次课程设计中有巩固，有提高。我希望下次能做得更好，也感谢老师的精心辅导。 附录 篮球比赛24秒倒计时电路的设计与 制作 中国工程物理研究院工学院赵应泽 龙江 一、电路组成 电路由秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、报警电路和辅助控制电路五部分组成，见图1。其整机电路如图2所示，印制板电路如图3所示。 1．秒脉冲发生器 秒脉冲产生电路由555定时器和外接元件R1、R2、c构成多谐振荡器。输出脉冲的频率为： 经过计算得到．f≈IHz，即1秒。2．计数器 计数器由两片74Lsl92同步十进制可逆计数器构成。 利用减计数利用预置数，实现计数器按8421码递减进行减计数。利用借位输出端与下一级的cP。连接，实现计数器之间的级联。 利用预置数端实现异步置数。当R。=0，且时，不管cPU 和cPD时钟输入端的状态如何，将使计数器的输出等于并行输入数据，即Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。 3．译码及显示电路 本电路由译码驱动74Ls48和7段共阴数码管组成。74Ls48译码驱动器具有以下特点：内部上拉输出驱动，有效高电平输出，内部有升压电阻而无需外接电阻。 4．控制电路 完成计数器的复位、启动计数、暂停 ／继续计数、声光报警等功能。控制电路由Ic5组成。Ic5B受计数器的控制。Ic5c、Ic5D组成Rs触发器，实现计数器的复位、计数和保持"24"、以及声、光报警的功能。 (1)K1：启动按钮。K1处于断开位置时，当计数器递减计数到零时，控制电路发出声、光报警信号，计数器保持"24"状态不变，处于等待状态。当K1闭合时，计数器开始计数。 (2)K2：手动复位按钮。当按下I(2时，不管计数器工作于什么状态，计数器立即复位到预置数值，即"24"。当松开K2时，计数器从24开始计数。 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。 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 班级机电1303 学号2013040604110 学生姓名曾闯 指导教师孙琦 一、概述 随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计电子产品成为社会生活不可缺少的部分。就计时器来说，成为检验运动员成绩的一种重要工具。 电子课程设计是电子技术学习中一个重要的环节，可以真正的锻炼学生的能力。在许多领域中计时器得到了普遍应用，如体育比赛，定时报警器，游戏中的倒时器，交通信号灯，红绿灯，行人灯等，说明了计时器的重要性。篮球竞赛中规定了球员持球的时间不能超过30s，否则就为犯规，本课程设计的正是“篮球竞赛30s计时器”，可用于篮球比赛中，对球员持球时间做30s限制，一旦球员持球时间超过30s，它自动报警从而判断球员犯规。 本次课设要求完成一个用于篮球竞赛的30秒计时器。 设计要求 ①篮球竞赛30秒计时器的直流稳压电源要求自己设计。 ②在选择器件时，应考虑成本，要求采用LED灯显示。 ③根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 ④画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 二、方案设计 该电路包括脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路、报警电路、直流稳压电源6个部分组成。计数器和控制电路是主要部分。计数器完成30s计时功能，控制电路完成启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。总体设计框图如下： 在篮球比赛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。其原理如图1所示。 图1 篮球竞赛30秒计时器原理框图 能完成的功能：①显示30s倒计时功能；②系统外部设置操作开关，控制计时器直接清零、启动和连续/暂停功能；③在清零时数码管显示“00”；④计时 湖南工业大学 数字电路课程设计 指导老师：张学毅 学院：电气与信息工程 班级：电气工程1001 姓名：席献斌 学号：10401701008 一、制作任务 制作一个时间计时器，用于篮球赛控制时间的限时警示电路。 二、设计要求 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。 三、总体参考方案 包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路（辅助时序控制电路）等五个部分组成。计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1。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，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯等功能。当计时器递减计时到零（既定时时间到）时，显示器上显示00，同时二极管闪亮。 设计思路：秒脉冲信号经过递减计数器，译码器，再由数码管显示出来，中间包括控制电路。 四、主要元器件原理介绍 1、共阴极数码管 数码显示器可显示系统的运行状态及工作数据，我们所选用的是发光二极管（LED）显示器，它分为两种，共阴极（BS201/202）与共阳极（BS211/212），我们所选的是共阴极，它是将发光二极管的阴极短接后作为公共极，当驱动信号为高电平时，阴极必须接低电平，才能够发光显示。共阴极数码管的外引脚及内部电路如下图： 2、七段显示译码器74LS48 驱动共阴极显示器的译码器输出为高电平有效，所以选用74LS48驱动共阴极的发光二极管显示器。 下图是74LS48外引线排列图与功能表： 74LS48工作原理：译码器输入端为二进制码，经译码器后，输出端分别与七段显示器的的输入端对应连接。⑴消隐（灭灯）输入端BI为低电平有效。当消隐（灭灯）输入端BI =0 时，不论其余输入端状态如何，所有输出为零，数码管七段全暗，无任何显示；当消隐输入端BI =1 时译码器译码。⑵灯测试（试灯）输入端LT 为低电平有效。当灯测试（试灯）输入端=0（/ =1）时，不论其余输入端状态如何，所有输出为1，数码管七段全亮，显示8。可用来检查数码管、译码器有无故障；当灯测试输入端LT =1 时译码器译码。⑶脉冲消隐（动态灭灯）输入RBI 为低电平有效。当RBI =1时，对译码器无影响；当BI =LT =1 时，若RBI =0，输入数码是十进制的零时，数码管七段全暗，不显示；输入数码不为零时，则照常显示。在实际使用中有些零是可以不显示的，如004.50 中的百位的零可不显示；若百位的零可不显示，则十位的零也可不显示；小数点后第二位的零，不考虑有效位时也可不显示。脉冲消隐输入RBI =0 时，可使不显示的零消隐。 电子信息工程学院 电子基础课程设计任务书 I、电子基础课程设计题目： 篮球竞赛30S计时器 II、电子基础课程设计技术要求及主要元器件： 基本要求：1)具有显示30S计时功能，启动和暂停/连续功能， 2)在直接清零时，要求数码显示器灭灯， 3)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零， 4)计时器为30S递减计时，计时间隔为1S， 5)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。 主要元器件：NE555(1)，74ls161(1)，74LSl92(2) I II、电子基础课程设计工作内容及进度安排： 1.方案设计，绘制电路图并仿真（2天） 2.电路布线和焊接（3天） 3.电路的调试（2天） 4.课程设计总结和报告（7天）Ⅳ、主要参考资料： 1.杨志忠.数字电子技术（第二版）.北京：高等教育出版社，2000 2.胡宴如.高频电子线路（第三版）.北京：高等教育出版社，2005 3.王毓银.数字电路逻辑设计（第三版）.北京：高等教育出版社，1999 专业名称：电子信息工程班级学号： 06041304 学生姓名：李莉 摘要 随着世界篮球水平的提高，对计时的准确度及可靠性也越来越高，篮球30秒倒计时器也就孕育而生了。 设计一个篮球30秒倒计时器，主要解决的问题是实现倒计时功能。所以必须要有一个脉冲，为确保产生的脉冲稳定，该设计采用555时基电路构成的多谐振荡器产生周期为0.1秒的脉冲，再通过74LS161十分频来产生周期为1秒的脉冲。计数部分用74LS192芯片来实现，192芯片是8421码计时的，符合30秒读数的需要。译码部分采用74LS248芯片，74LS248是把8421BCD 码经过内部作和电路“翻译”成七段（a ，b ，c ，d ，e ，f ，g ）输出，然后直接推动LED ，显示十进制数。显示部分采用七段数码管，数码管的使用很广泛，价格也不会很贵。整个线路就是把以上几个主要的部分用导线连接焊接起来。 在许多领域中，计时器都得到了普遍应用，比如在体育比赛中的计时器、安全措施中的定时报警器、游戏中的倒计时、维持秩序的交通信号灯、红绿灯、交通信号控制机、闹钟等等......可见计时器在现代社会中是很重要的。在设计计时器时，采用了模块化的思想，使得设计简单、快捷。本设计完成了中途计时功能，实现了在许多特定场合进行时间追踪，在社会生活中会具有广泛的应用价值。 关键字： 控制 倒计时 译码显示 光电报警 指导教师： 万在红 设计时间： 2008.9.1——2008.9.15 一、设计目的 1．培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力 2．学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。3．运行基本技术训练，如基本仪器仪表的使用，产业元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。 4．培养学生的创新能力。 二、设计要求 1．30秒计时器具有显示30秒的计时功能。 2．系统设置外部操作开关，控制计时器的直接置数、清零、启动、和暂停功能。3．计时器为30秒递减计时时，其计时间隔为1秒。 4．当计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，LED变亮报警。 三、总体设计 本实验的核心部分是要设计一个30s计数器，并且对计数结果进行实时显示，同时要实现设计任务中提到的各种控制要求，因此该系统包括秒脉冲发生器、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5个部分构成。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。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。系统设计框图如图下图所示。 图1 四、单元电路设计 1、译码显示电路 用发光二极管（LED ）组成字型来来显示数字。这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因此也称LED 数码管或LED 七段显示器。因为计算机输出的是BCD 码，要想在数码管上显示十进制数，就必须先把BCD 码转换成 7 段字型数码管所要求的代码。我们把能够将计算机输出的BCD 码换成 7 段字型代码，并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”因此在本次的设计中我们采用了常用的74LS48。 在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观地显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方 面用于监视数字系统的工作情况。因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。数字显示电路通常由译码器、驱动 器和显示器等部分组成，如下图所示。下面对显示器和译码驱动器分别进行介绍。 课程设计--篮球竞赛24秒计时器 一、课题名称 二、内容摘要 本设计主要是完成篮球竞赛24秒计时器，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；在直接清零时，数码管显示器全部显示为“0”；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Multisim 10.0.1仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 10.0.1下设计和进行仿真，得到了预期的结果。 关键字：计时器；数码显示器；Multisim 随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分，特别是在各种竞技运动中，定时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。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；在直接清零时，数码管显示器灭灯；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。 三、设计内容及要求 1.2.1基本要求 (1）显示24秒计时功能。 （2）控制计时器直接清零、启动、暂停/连续功能。 （3）计时器为24秒递减计时器。 （4）递减计时到零时，显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 1.2.2 设计任务及目标 （1）根据原理图分析各单元电路的功能； （2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； （3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求； （4）写出完整、详细的课程设计报告。 四、方案论证及比较 本设计的核心部分是要设计一、 个24s倒计数器，并且对计数结果进行实时显示，同时要实现设计任务中提 到的各种控制要求，因此该系统包括秒脉冲发生电路，计数器电路，译码显示电路，控制电路和电路报警电路5部分。其中，计数器电路和控制电路时系统的主要部分。计数器电路完成24s倒计时功能，而控制电路具有直接控制计 1前言 随着科学技术与计算机应用的不断发展，以单片机作为核心的测量控制系统层出不穷。在被测信号中，较多的是以模拟和数字开关信号。此外还经常遇到以频率为参数的测量信号。例如流量，转速晶体压力传感以及参变量－频率转换后的信号等等。对于这些以频率为参数的被测信号通常采用测频法，测频率的测量在生产和科研部门中经常使用，也是一些大型系统实时检测的重要组成部分。数字频率计是直接用十进制数字来显示被测信号频率的一种测量装置。它不仅可以测量正弦波、方波、三角波、尖脉冲信号和其他具有周期特性的信号的频率，而且还可以测量它们的周期。经过改装，可以测量脉冲宽度，做成数字式脉宽测量仪；可以测量电容做成数字式电容测量仪；在电路中增加传感器，还可以做成数字脉搏仪、计价器等。因此数字频率计在测量物理量方面应用广泛。数字式频率计基于时间或频率的A/D转换原理，并依赖于数字电路技术发展起来的一种新型的数字测量仪器。由于数字电路的飞速发展，所以，数字频率计的发展也很快。通常能对频率和时间两种以上的功能数字化测量仪器，称为数字式频率计(通用计数器或数字式技术器)。本设计以ICM7216D大规模集成电路为核心，将被测频率信号送入设计电路，利用它内部的各种功能完成频率的测量。并采用动态扫描的方法通过6位数码管显示出相应的频率数值。大规模集成电路测量的频率精度高，速度快，并且设计简单方便，较一般逻辑电路所构成的数字频率计要精简的多，同时还具有时间显示功能，为各种生活工作提供了方便。 2总体方案设计 数字频率计主要由ICM7216D大规模集成电路及其他辅助电路组成，一个简易的数字频率计需要由时基信号发生器，闸门电路，门控电路，放大整形电路及计数译码显示，这几部分组成。ICM7216D大规模集成电路把计数，锁存，位，和段驱动，量程及小数点选择等电路集成在一片芯片上，是一个综合性能极强的元件。 2.1方案比较 方案一：采用了八块CD4000系列CMOS数字集成电路块。整机主要由输入电路，秒基准电路，锁存信号及清零脉冲发生电路、计数及显示电路以及电源部分等组成。输入电路应该根据被测脉冲的具体条件来决定。被测脉冲可以有很多类型。常见的有三角波、正弦波、矩形波等等。每种渡又都可有正向型、交流型、及负向型之分。 图2.2 方案一的方框图 方案二：用ICM7216D大规模集成电路，它把计数，锁存，译码，位和段驱动，量程及小数点选择等电路集中起来。只需一块芯片即可完成上述所有元件所集合起来的功能，这对我们的线路设计和功能的实现无疑是一个极大的方便。但是同样需要时基电路产生基准时钟脉冲，这里同样需要555时基电路（或者使用晶振电路产生标准始终脉冲），对于待测波形也必须经过整流之后才能进入ICM7216D，所以跟方案一的原理基本上保持一致，只要通过ICM7216D大规模集成电路也可以完成所有的功能，而且从电路的设计上简化了许多步骤，这样将节约更多设计电路的时间。 目录 前言 ............................................ 错误！未定义书签。第一章计时器 ................................................ - 2 - 1.1篮球竞赛24秒计时器功能................................ - 2 - 1.2 设计任务及要求 (2) 1.2.1基本要求 (2) 1.2.2 设计任务及目标..................................... - 2 - 1.2.3 主要参考器件：..................................... - 3 - 第二章电路设计原理与单元模块 .. (3) 2．1 设计原理 (4) 2．2 设计方案 (4) 2．3 单元模块 (4) 2.3.1 8421BCD码递减计数器模块 (5) 2.3.2 时钟模块 (7) 2.3.3 辅助时序控制模块 (8) 第三章实验体会 (10) 第一章计时器概述 1.1篮球竞赛24秒计时器功能 随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分，特别是在各种竞技运动中，定时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。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；在直接清零时，数码管显示器灭灯；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。 1.2 设计任务及要求 1.2.1基本要求 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。1.2.2 设计任务及目标 （1）根据原理图分析各单元电路的功能； （2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； 目录 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 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、74LS00，叁片74LS48，一片555、74LS04、CC40161，共阴LED显示器3块，电阻、蜂鸣器、发光二极管等 5．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。 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。 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，但随着篮球制度的改革将会采用30秒制。有需要就会有市场，因此 电子课程设计报告 题目名称：篮球竞赛30秒倒计时器 姓名： 专业： 班级： 学号： 同组人： 指导老师: 南昌航空大学电子信息工程学院 二零零八年九月 电子信息工程学院 电子基础课程设计任务书 I、电子基础课程设计题目： 篮球竞赛30S计时器 II、电子基础课程设计技术要求及主要元器件： 基本要求：1)具有显示30S计时功能，启动和暂停/连续功能， 2)在直接清零时，要求数码显示器灭灯， 3)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零， 4)计时器为30S递减计时，计时间隔为1S， 5)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。 主要元器件：NE555(1)，74ls161(1)，74LSl92(2) I II、电子基础课程设计工作内容及进度安排： 1.方案设计，绘制电路图并仿真（2天） 2.电路布线和焊接（3天） 3.电路的调试（2天） 4.课程设计总结和报告（7天）Ⅳ、主要参考资料： 1.杨志忠.数字电子技术（第二版）.北京：高等教育出版社，2000 2.胡宴如.高频电子线路（第三版）.北京：高等教育出版社，2005 3.王毓银.数字电路逻辑设计（第三版）.北京：高等教育出版社，1999 专业名称：电子信息工程班级学号： 06041304 学生姓名：李莉 摘要 随着世界篮球水平的提高，对计时的准确度及可靠性也越来越高，篮球30秒倒计时器也就孕育而生了。 设计一个篮球30秒倒计时器，主要解决的问题是实现倒计时功能。所以必须要有一个脉冲，为确保产生的脉冲稳定，该设计采用555时基电路构成的多谐振荡器产生周期为0.1秒的脉冲，再通过74LS161十分频来产生周期为1秒的脉冲。计数部分用74LS192芯片来实现，192芯片是8421码计时的，符合30秒读数的需要。译码部分采用74LS248芯片，74LS248是把8421BCD 码经过内部作和电路“翻译”成七段（a ，b ，c ，d ，e ，f ，g ）输出，然后直接推动LED ，显示十进制数。显示部分采用七段数码管，数码管的使用很广泛，价格也不会很贵。整个线路就是把以上几个主要的部分用导线连接焊接起来。 在许多领域中，计时器都得到了普遍应用，比如在体育比赛中的计时器、安全措施中的定时报警器、游戏中的倒计时、维持秩序的交通信号灯、红绿灯、交通信号控制机、闹钟等等......可见计时器在现代社会中是很重要的。在设计计时器时，采用了模块化的思想，使得设计简单、快捷。本设计完成了中途计时功能，实现了在许多特定场合进行时间追踪，在社会生活中会具有广泛的应用价值。 关键字： 控制 倒计时 译码显示 光电报警 指导教师： 万在红 设计时间： 2008.9.1——2008.9.15 NBA篮球竞赛24秒计时器的设计 一.计时器电路的设计要求 要求:设计一个24秒计时器显示报警系统:电路启动后开始倒计时，计时间隔为1s，并要求由555定时器构成的多谐振荡器产生周期为1s的脉冲信号，作为计数器的时钟脉冲, 二位7段显示秒,倒计时至0秒时，电路报警。报警声持续3S,显示器不能灭灯.计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能利用外部开关控制。 二.系统设计结构框图 根据给定设计任务及要求,确定系统原理框图如图1所示。图中,计数器完成24秒倒计时功能, 控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计时,译码显示电路的显示与熄灭、定时时间到报警功能。 图1.系统设计结构框图 三.电路设计所采用的主要芯片简介 1.74LS192集成计数器 (1)74LS192引脚图如下 2.555定时器 555 定时器是一种模拟和数字电路混合的集成电路。它结构简单、性能可靠、使用灵活，在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。目前生产的定时器有双极型和CMOS 两种类型.通常，双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS 定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点。555 定时器工作的电源电压范围很宽，并可承受较大的负载电流。 74LS47 用于驱动共阳极数码管，其输出端与七段显示器相连，七段显示器用于显示数字和字符。它由7 条发光二极管（a~g）和 1 个点状发光二极管(h) 组成。是共阴极器件（阴极接地），给a~g 高电平，相应的二极管发光。 四.电路各个功能部分设计 1.标准秒脉冲发生电路 标准秒脉冲发生电路如图2所示, 它是由555定时器组成的多谐振荡器。定时元件R1 为630kΩ, R2 为400kΩ, C为1μF,产生1Hz的标准脉冲信号。 计算公式如下: 充电时间为＝（＋）Cln2 ≈ 0.7 （＋） C 放电时间为＝Cln2 ≈ 0.7 C 振荡周期为T ＝＋≈ 0.7 （＋ 2 ） C 振荡频率为 图2.标准秒脉冲发生电路 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。 课程设计 题目篮球竞赛24秒计时器 学院自动化学院 专业自动化 班级自动化0902 姓名李鑫 指导教师杨莉林伟 2011 年 6 月30 日 目录 摘要 (2) ABSTRACT (3) 第1章设计任务及基本要求 (4) 1.1设计任务 (4) 1.2基本要求 (4) 第2章电路框图及工作原理 (4) 2.1电路框图 (4) 2.2 设计方案 (5) 第3章各单元电路的设计 (5) 3.1 24进制计数器的设计 (5) 3.2数码显示电路的设计 (7) 3.3秒脉冲的设计 (8) 3.4各控制开关的设计 (9) 3.5报警电路的设计 (11) 3.6整机工作原理 (12) 第4章电路仿真 (12) 第5章数字电路的连接与调试 (14) 结论............................................................................................. 错误！未定义书签。 参考文献 (16) 附录一篮球竞赛24秒计时器总电路原理图......................... 错误！未定义书签。 附录二原器件清单表 (18) 摘要 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识与实践能力相结合的重要环节，是真正锻炼学生能力的环节。为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。 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的应用是相当普遍的。 本设计主要能完成：电路具有24秒时间显示功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的置数、启动/连续和暂停功能；计数过程中，无论处于何种状态，当按下置数键时，计数重新开始；计时器为递减计时，其计时间隔为1秒；当计时器递减计时到零时，显示器显示00，同时发出CP 同步闪烁报警信号等。整个电路的设计借助于Proteus仿真软件以及数字电路相关理论知识，得到了预期的结果。 关键词：24秒计数报警清零暂停 ABSTRACT 目录 1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 (1) 1.1 设计课题任务 (1) 1.2 功能要求说明 (1) 1.3 总体方案介绍 (1) 2 单元电路的设计 (2) 2.1 秒脉冲发生器 (2) 2.2 计数器 (4) 2.3 译码显示 (4) 2.4 控制电路 (5) 2.5 报警电路 (5) 2.6 电路原理图和PCB图 (5) 3 芯片引脚及功能说明 (6) 3.1 555定时器 (6) 3.2 74LS161 (7) 3.3 74LS192 (7) 3.4 74LS48 (8) 4 仿真结果及分析 (10) 4.1 仿真总原理图 (10) 4.2 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 1.1 设计课题任务 设计并制作一个篮球竞赛计时器 1.2 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。 1.3 总体方案介绍 篮球竞赛30秒计时器的总体方案框图如图1.1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1.1 30秒计时器的总体方案框图 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。 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) 30 秒 篮 球 竞 赛 定 时 器 学院：专业班级：姓名：学号：指导老师： 目录 第一章序言 (2) 第二章任务书的设计 (2) 第三章电路的组成............................... . (3) 第四章设计原理及步骤 (4) 第五章安装与调试 (11) 第六章总结 (11) 第一章序言 随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分，特别是在各种竞技运动中，定时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。 第二章任务书的设计 一、设计题目：篮球竞赛30秒定时电路 二、技术要求 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，每隔一秒钟，计时器减一。 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。 三、给定条件及器件 1、集成电路：74LS192 2片，74LS48 2片， NE555 1片 2、电阻：10kΩ 4片，15kΩ 68kΩ 1kΩ各1片 3、电容：10μF 1片， 0.1μF 1片 4、其他器件：发光二极管 1只，共阴极七段LED显示器 2只双刀开关 2只 四、设计内容 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元器件的选取及其电路图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中，遇到的问题的原因及解决的办法。 第三章电路的组成 30秒定时器的总体参考方案框图如图所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、报警电路和辅助时序控制电路（简称控制电路）等五个部分。 图1 24秒定时器的方框图 一、秒脉冲发生器——产生的信号是电路的时序脉冲和定时标准，但本设计对此信号的要求并不是太高，电路可以采用555集成电路构成。 二、计数器——完成30秒计时的功能。 三、单元译码显示电路——可以用74LS48和共阴极七段LED显示器组成。 四、控制电路——完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/继续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。 五、电路报警电路——可以用发光二极管组成。 《数字电子技术》课程设计说明书课题名称：篮球竞赛24秒计时器设计 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1202班 指导老师：胡新晚 姓名：曾瑞琪 计数器概述 篮球竞赛24秒计时器功能 随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥这越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活中不可缺少的一部分，特别是在各种竞技运动中，定时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。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。 本设计只要完成：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、暂停、连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯，计时器为24秒递减计时其计时间间隔为1秒，计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。 设计任务及要求 基本要求 （1）显示24秒计时功能。 （2）设置外部操作开关控制计时器直接清零、启动、暂停/连续功能。 （3）计时器为24秒递减计时器，其计时间隔为1秒。 （4递减计时到零时，显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 设计任务及目标 （1）根据原理图分析各单元电路的功能； （2）熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能； （3）进行电路的装接、调试、直到电路能达到规定的设计要求； （4）写出完整、详细的课程设计报告 主要参考器件 555 晶体定时器 74 LS00 74LS48译码器 74LS192十进制可编程同步加锁计数器篮球比赛24秒倒计时电路的设计与制作
篮球竞赛24秒计时器设计-
篮球竞赛30s计时器
篮球比赛24秒计时器
篮球计时器-篮球24秒计时器
数字电子技术课程设计篮球比赛30s计时器
课程设计--篮球竞赛24秒计时器
篮球竞赛30s计时器设计
数电课程设计篮球24秒倒计时
数电课设篮球30秒倒计时器
篮球24秒倒计时器报告
NBA篮球竞赛24秒计时器设计
电子技术课程设计 篮球30s计时器的设计
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电子线路课程设计—篮球竞赛30秒计时器汇总
篮球24秒倒计时器课程设计报告
篮球竞赛24秒计时器设计-
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