篮球30秒定时控制电路设计

一、设计任务与要求设计任务：设计一个篮球竞赛30S计时器基本要求：1、计时器为30S递减计时，计时间隔为1S2、设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，启动和暂停/连续功能3、计时器递减计时到零时，数码显示器闪烁，同时发出报警信号二、方案论证与设计该设计主要由一个555芯片产生一个时钟脉冲，通过控制电路直接加在递减计时芯片74ls192上，通过七段译码显示电路直接译码显示。

一：用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲，再将该脉冲信号加到由74LS161构即周期为1秒，接着将该信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS248把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段输出，这样加在led七段数码管上显示十进制数，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、报警等功能。

二：用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为1Hz的脉冲，即输出周期为1秒的方波，再将该脉冲信号送到DCD_HEX芯片上，经过DCD_HEX内部译码，使LED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、报警等功能。

方案选择：通过原理分析和仿真实验等步骤比较后，采用方案二，更简洁、方便、易于实现和各个功能。

三、单元电路设计与电路原理本设计分为五个部分，脉冲震荡电路、递减计时电路、译码显示电路、报警电路、最后控制电路。

如下系统框图下面是各个单元电路，如下一一赘述：1、脉冲振荡电路该电路由一个555芯片组成：555芯片的工作原理见下表1表1 555工作电压表原理图如下：图2 555脉冲发射电路如上图所示：555电路脉冲计算周期为：T=(R1+2R2)C㏑2；在本图中r1=47K，r2=48k，C=0.1u。

计算下来周期大约为1s钟。

2、递减计时电路该电路由两个74LS192芯片组成，实现30进制的递减计时功能，U2 a,b,c,d 以及U1 c,d输入端全部接地，U1 74ls192 a,b输入端接高电平，实现30进制计数功能。

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。

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。

篮球竞赛30s倒计时的设计1课程设计背景二十一世纪，人类迈入信息时代，电子科学技术在人们生活中的运用越来越普遍。

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，计时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。

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，因此设计一款30秒计时器是非常有必要也非常有前景的。

该款计时器是在原来的基础上把24秒制改为30秒制。

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。

本设计是74LS192芯片作为减数功能的30秒倒计时计数器。

该计数器主要包括555构成的震荡电路，74LS192模块，数码管等模块单元。

经测试，计数器可实现显示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、启动功能，发出光电报警信号。

该设计电路简单、使用方便，功能稳定多样，具有很强的实用价值。

2课题设计要求（1）具有显示30S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，应发出光电报警信号3设计任务及目标（1）根据给出的电路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）进行电路的安装、调试，直到电路能达到规定的设计目标；（4）写出完整、详细的课程设计报告。

4课题设计框图5电路设计5.1设计原理分析设计任务，该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路和报警电路5个部分构成。

篮球比赛30秒倒计时电路设计篮球比赛倒计时是体育比赛中非常重要的一个环节，倒计时电路的设计对于比赛的顺利进行起着至关重要的作用。

本文将以设计一个篮球比赛倒计时电路为例，详细介绍其设计原理和实现方法。

一、需求分析篮球比赛倒计时电路的主要功能是实现倒计时功能，包括显示比赛剩余时间和报警功能。

根据题目要求为30秒倒计时，那么需要设计一个能够精确计时30秒的电路。

二、设计思路由于需要实现精确的倒计时，可以采用计时器和显示器结合的方式来实现。

同时，为了能够及时提醒比赛进行者和观众，还需要设计报警功能。

三、电路设计在电路设计方面，可以采用数字集成电路来实现。

1.计时功能设计可以选择一个可编程集成电路（IC）或者计时集成电路（IC）来作为倒计时器。

作为一个例子，可以选择一个7490集成电路作为计时器。

7490是一个具有十进制计数器的集成电路，可以实现从0-9的十进制计数。

其中，用于个位数倒计时的是7490的1号引脚（QA）和15号引脚（QD），用于十位数倒计时的是7490的5号引脚（QA）和11号引脚（QD）。

计时器的输入引脚可以由外部触发器或者时钟发生器提供。

2.显示功能设计可以选择七段LED显示器来显示倒计时的时间。

七段LED显示器是由七个LED组成的，每个LED代表一个数字。

可以通过将不同的LED点亮来显示不同的数字。

具体显示方式可以参考七段LED显示器的数据手册。

3.报警功能设计为了实现报警功能，可以选择一个蜂鸣器作为报警器。

蜂鸣器可以通过输入电流来发出声音。

可以将蜂鸣器与倒计时器相连，当倒计时达到0时，触发报警器发出声音。

四、电路实现根据上述设计思路和步骤，可以将电路实现如下：1.连接7490计时器与七段LED显示器，根据7490计时器的倒计时情况，通过输出引脚来控制LED显示器中的LED点亮情况，从而实现对时间的显示。

2.连接倒计时器与蜂鸣器，当倒计时器倒计时到0时，触发蜂鸣器发出声音，提醒比赛进行者和观众。

综合实践训练二电气13-5班班级姓名学号高梦奇电气13-5班 1305040503 郭铭电气13-5班 1305040505 李连强电气13-5班 1305040508 李文初电气13-5班 1305040509 刘佳欣电气13-5班 1305040510 王新月电气13-5班 1305040516 杨欢电气13-5班 1305040520 郑然然电气13-5班 1305040524篮球竞赛30秒计时电路设计摘要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，计时器成为检验运动员成绩的一个重要工具。

要实现30秒计时的功能，必须要有一个脉冲，本设计是以555构成震荡电路，再通过74LS192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。

显示部分采用四角共阴数码管，该电路简单，无需用到晶振，芯片都是市场上容易购得的。

设计功能完善，能实现直接清零、启动和暂停/连续计时，还具有报警功能。

关键词：计时；译码显示；光电报警目录1 引言 (1)2 设计任务及要求 (2)2.1篮球竞赛30秒计时器（基本要求） (2)2.2设计任务及目标 (2)3 电路设计原理与设计电路 (3)3.1 设计原理 (3)3.2设计方案 (3)3.3.1时钟模块 (4)3.3.2 控制电路 (7)3.3.3报警电路模块 (7)4 电路仿真、安装与调试 (9)4.1 电路仿真 (9)5 结论 (10)参考文献 (10)篮球竞赛30秒计时电路设计1引言随着科学技术与计算机应用的不断发展，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。

《篮球竞赛30S计时器》课程设计说明书题目篮球竞赛30S计时器学生姓名学号所属学院专业班级 2指导教师教师职称目录一、设计要求 (1)二、电路设计与分析2.1设计原理 (1)2.2单元模块 (1)1、秒脉冲信号的产生 (1)2、计数器 (3)3、时钟信号控制电路 (4)4、显示模块电路 (5)5、报警电路 (6)三、外部操作开关 (6)四、设计原理图与电路总图 (6)五、仿真测试性能 (7)六、总结 (9)一、设计要求篮球竞赛30S计时器的基本要求：1)具有显示30S计时功能2)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，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30S递减计时，计时间隔为1S5)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〗：NE555(1)，74LSl92(2)等二、电路分析与设计2.1设计原理篮球竞赛30S计时器的总体设计方案如下：它主要包括秒脉冲信号，30S 计数器，译码显示器部分，报警电路和外部操作开关五部分组成，其中外部操作开关包括接直接清零，启动和暂停/继续。

2.2单元模块1、秒脉冲信号的产生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。

这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。

NE555为8脚时基集成电路，各脚主要功能1地 GND 2触发3输出 4复位5控制电压 6门限(阈值)7放电 8电压Vcc用555定时器构成多谐振荡器：用555定时器构成多谐振荡器电路如图(a)所示。

电路没有稳态,只有两个暂稳态,也不需要外加触发信号,利用电源VCC 通过R1和R2向电容器C充电,使uC逐渐升高,升到2VCC /3时,uO跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容通过电阻R2和D端放电,使uC 下降,降到VCC/3时,uO跳变到高电平,D端截止,电源VCC又通过R1和R2向电容器C充电。

《篮球竞赛30S计时器》课程设计说明书题目篮球竞赛30S计时器学生姓名学号所属学院专业班级 2指导教师教师职称目录一、设计要求 (1)二、电路设计与分析2.1设计原理 (1)2.2单元模块 (1)1、秒脉冲信号的产生 (1)2、计数器 (3)3、时钟信号控制电路 (4)4、显示模块电路 (5)5、报警电路 (6)三、外部操作开关 (6)四、设计原理图与电路总图 (6)五、仿真测试性能 (7)六、总结 (9)一、设计要求篮球竞赛30S计时器的基本要求：1)具有显示30S计时功能2)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，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30S递减计时，计时间隔为1S5)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〗：NE555(1)，74LSl92(2)等二、电路分析与设计2.1设计原理篮球竞赛30S计时器的总体设计方案如下：它主要包括秒脉冲信号，30S 计数器，译码显示器部分，报警电路和外部操作开关五部分组成，其中外部操作开关包括接直接清零，启动和暂停/继续。

2.2单元模块1、秒脉冲信号的产生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。

这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。

NE555为8脚时基集成电路，各脚主要功能1地 GND 2触发3输出 4复位5控制电压 6门限(阈值)7放电 8电压Vcc用555定时器构成多谐振荡器：用555定时器构成多谐振荡器电路如图(a)所示。

电路没有稳态,只有两个暂稳态,也不需要外加触发信号,利用电源VCC 通过R1和R2向电容器C充电,使uC逐渐升高,升到2VCC /3时,uO跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容通过电阻R2和D端放电,使uC 下降,降到VCC/3时,uO跳变到高电平,D端截止,电源VCC又通过R1和R2向电容器C充电。

目录目录篮球定时30秒电路设计 0篮球定时30秒电路设计 (1)1 技术指标 (1)2 设计方案及其比较 (1)2.1模拟电路方案 (1)2.1.1方案一 (2)2.1.2方案二 (3)2.1.3方案比较 (4)2.2数字电路方案 (4)2.2.1方案一 (7)2.2.2方案二 (8)2.2.3方案比较 (8)3 实现方案 (9)3.1模拟电路方案 (9)3.2数字电路方案 (10)4 调试过程及结论 (11)5 心得体会 (12)6 参考文献 (13)篮球定时30秒电路设计1 技术指标设计一种模拟信号运算电路，具体包括加法运算电路和减法运算电路，要求能够实现两路可调模拟信号的加法运算和减法运算。

设计篮球30秒定时电路，要求可以由人触发，定时30秒钟之后发出报警声或者发出告警信号，要求定时时间可以进行调节。

2 设计方案及其比较2.1模拟电路方案加减法运算电路以集成运算放大器为核心元件构成，多个输入信号分别作用于运放的同相输入端和反相输入端，实现对输入信号的加、减法运算，外部电阻决定输入信号的比例系数。

集成运算放大器是具有高增益、高输入阻抗的直接耦合放大器。

它外加反馈网络后可以实现各种不同的电路功能。

如果反馈网络为线性电路，运算放大器可以实现加、减、微分、积分运算；如果反馈网络为非线性电路，则可以实现对数、乘法、除法等运算；除此之外还可能组成各种波形发生器，如正弦波、三角波、脉冲波发生器等。

在本次课程设计中，要求能够实现两路可调模拟信号的加法运算和减法运算，所以需要用到的仪器除了集成运放和直流电压源、万用表、导线之外，还需要固定电阻和可变电阻若干。

在设计实验方案之前，通过查阅相关资料得知，集成运放LF353的引脚图如下：图1 LF353的引脚图2.1.1方案一图中：两个运放都是LF353，R1、R2、RF1和RF2的阻值都选用1KΩ，滑动变阻器的阻值为0到2KΩ.R3和R4为平衡电阻，为了保证运放的两个差动输入端处于平衡的工作状态，避免输入偏流产生附加的差动输入电压。

篮球竞赛30秒倒计时器设计+原理框图+电路图篮球竞赛30秒倒计时器设计+原理框图+电路图芯片NE555 NE555是时基集成电路，它在应用和工作方式上一般可归纳为3类。

每类工作方式又有很多个不同的电路。

在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。

下图是NE555的内部功能原理框图和内部管脚图。

NE555内部管脚图芯片74LS161 74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，它可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能. <74ls161引脚图>输入输出CR CP LD EP ET D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q00 ФФФФФФФФ0 0 0 01 ↑ 0 ФФ d c b a d c b a1 ↑ 1 0 ФФФФФQ3 Q2 Q1 Q01 ↑ 1 Ф0 ФФФФQ3 Q2 Q1 Q01 ↑ 1 1 1 ФФФФ状态码加1<74LS161功能表> 从74LS161功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。

当CR=“1”且LD=“0”时，在CP 信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。

而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计无耻悲鄙下流的网学网总是抄六维论文网器加1。

74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO=Q0•Q1•Q2•Q3•CET。

合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。

芯片74LS0074LS00是常用的2输入四与非门集成电路，它的作用很简单，顾名思义就是实现一个与非门。

Vcc 4B 4A 4Y 3B 3A 3Y┌┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴┐__ │14 13 12 11 10 9 8│Y = AB ）│ 2输入四正与非门74LS00│ 1 2 3 4 5 6 7│└┬—┬—┬—┬—┬—┬—┬┘1A 1B 1Y 2A 2B 2Y GND<74LS00引脚图> 论文网A＝1 B=1 Y=0A＝0 B=1 Y=1A＝1 B=0 Y=1A＝0 B=0 Y=1 2.3.2 8421BCD码递减计数器模块74LS192是一块同步8421BCD码加/减计数器，具有直接清零、置数、加锁计数功能。

数字电路课程设计篮球竞赛30秒计时器设计专业班级：姓名：学号：年月号目录设计要求************************************************************2 正文****************************************************************21.设计原理******************************************************22.设计方案******************************************************33.电路设计******************************************************34.元器件********************************************************75.逻辑电路图****************************************************7 安装与测试*********************************************************111.电路的安装***************************************************112.电路的调试***************************************************11 课程设计小结*******************************************************12 参考文献***********************************************************12 附录***************************************************************13设计要求：本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计篮球竞赛30秒计时器。

篮球竞赛30秒计时器1设计目的把握数字电路系统的设计方式、装调技术及篮球竞赛30秒计时器的设计，使得学生将所把握的电子技术理论知识与实际相结合，提高学生的动手设计能力和科研创新能力，更好的培育学生的学习爱好。

2设计内容及要求2.1具有显示30秒计时功能；2.2计时器为递减工作，距离为1S；2.3递减到0时发声光报警信号；2.4设置外部开关，操纵计时器的清0，启动及暂停。

3电路工作原理3.1分析要求，画原理框图30秒计时器的整体方框图如图3.1所示。

它包括秒脉冲发生器，计数器，译码显示电路，报警电路和操纵电路等五个部份组成。

其中计数电路是系统的要紧部份。

计数器完成24秒计时功能，而操纵电路完成计数器的清零，启动，暂停等功能。

图3.1原理框图秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和按时标准，电路采纳555集成电路组成的多谐振荡器组成。

译码显示电路用DCD_HEX。

报警电路用发光二极管和蜂鸣器组成。

3.2电路图3.2.1 电路如图3.2.1，该方案计数部份有两片74LS192十进制可编程加/减计数器等组成。

它的计数原理是：只有当低位BO1端发出借位脉冲时，高位计数器才作减计数。

当高低位计数器全处于零，且低位没有脉冲输入时，置数端LD=0, 计数器完成并行置数，在低位有时钟输入的情形下，计数器再进行下一次减计数。

图3.2.1电路图J1实现持续/暂停,J2实现置数/计数功能，J3为清零鍵。

当显示减为00时高位BO端发出借位脉冲，使低位芯片无脉冲输入，电路停止计数，同时LED发出报警信号。

4单元电路设计4.1倒计时电路该电路要紧由两片71LS192组成。

74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。

CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。

LD为预置输入操纵端，异步预置。

CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。

CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出，BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。

74LS192引脚图74LS192功能表在该设计中，利用芯片的减计数功能，即时钟脉冲从cpd输入，而cpu接高电平。

篮球比赛30秒倒计时器的设计【摘要】篮球比赛30秒钟规则规定：进攻球队在场上控球时必须在30秒钟内投篮出手(NBA比赛为24秒,全美大学体育联合会比赛中为35秒)，因此在比赛时裁判既要看比赛又要看秒表计时，而本文介绍的30秒倒计时器可以解决此问题。

【关键词】AT89C51单片机、30秒倒计时器、LED30秒倒计时器的设计和制作有很多方法，本文介绍的30秒倒计时器以AT89C51单片机作为控制单元，采用两个数码管显示时间，用三个按键分别控制计时器的计时开始、复位和暂停。

倒计时器初始状态显示“30”，当裁判员按下计时键，30秒倒计时开始，当计时器时间减到0时，计时器发出声光报警，提示裁判计时时间已到。

一、电路设计30秒倒计时器的电路主要由电源电路、单片机最小系统、按键输入、显示驱动电路、报警电路组成，30秒倒计时器控制电路如图1所示。

图1 30秒倒计时器电路原理图1、按键输入“30秒倒计时器”采用了三个按键来完成计数器的启动计数、复位、暂停/继续计数等功能。

（1）K1键：启动按钮（P3.2）。

按下K1键，计数器倒计时开始，数码管显示数字从30开始每秒递减计数，当递减到到零时，报警电路发出声、光报警信号。

当计数器处于暂停状态时按下K1键将回到计时状态。

（2）K2键：复位按钮（P3.3）。

按下K2键，不管计数器工作于什么状态，计数器立即复位到预置值“30” ,在报警状态时按下K2键还可取消报警。

（3）K3键：暂停/计时切换按钮（P3.4）。

当计数器处于计时状态时按下该键计数器暂停计时，数码管显示数字保持不变；当计数器处于暂停状态按下该键计数器将回到计时状态；初始状态时该键无效。

2、显示驱动电路“30秒倒计时器”用两个共阳数码管来显示时间，数码管显示方式为动态显示。

显示驱动电路中，数码管的段码引脚通过470欧的电阻接到单片机的P1口，两个片选引脚各通过一个9012连接到正5V电源，由P3.0和P3.1控制。

哈尔滨**大学课程设计用纸课程设计任务书课程设计题目篮球竞赛30秒定时电路功能技术指标主要功能：具有30秒计时功能技术指标：1 以数码管形式显示2 设置外部操作开关，控制定时器的清零、启动和暂停/连续功能3 计时器为30秒递减计时器，其计时间间隔为1秒4 计时器递减计时到零时，数码管显示器不能灭灯，同时发出报警信号工作量三周工作计划1、查找资料，绘制出原理图及列出元件清单（2天）2、购买元件（1天）3、安装、调试电路（7天）4、验收、上交电路（1天）5、写说明书、上交指导教师处（4天）6、绘制图纸、准备答辩（1天）7，答辩（2天）指导教师评语哈尔滨华德学院课程设计用纸目录第1章绪论 (1)1.1选题目的............................. 错误！未定义书签。

1.2设计要求 (1)1.2.1设计目的和设计指标 (1)1.2.2设计功能 (1)第2章电路结构与工作原理 (2)2.1电路方框图 (2)2.2 秒脉冲信号产生模块电路 (2)2.3 8421BCD码递减计数器模块 (3)2.4 译码显示电路 (5)2.5 暂停/继续控制电路 (5)2.6 报警电路 (6)第3章整机的工作原理 (8)3.1整机的原理图 (8)3.2整机的工作原理 (8)第4章电路的组装与调试 (10)结论 (11)收获和体会 (11)致谢 (12)参考文献 (13)附录 (14)元件清单 (15)- 1 -哈尔滨**大学课程设计用纸第1章绪论1.1 选题目的能让我们更好的了解数电知识，通过实验更多的了解74LS192、74LS00、74LS10、555模块，和数码管的显示功能，并且锻炼自我解决问题、分析和动手实践能力。

掌握基础的数电知识为专业课奠定了好的基础。

1.2 设计要求1.2.1设计题目和设计指标题目：篮球竞赛30秒定时电路指标：1．以数码管形式显示。

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。

一: 设计题目: 篮球30秒定时控制电路设计（优）1．二: 设计任务和基本要求:2．有30s计时功能；3．设置外部操作开关, 具有对计时器清零, 启动和暂停/连续等功能。

计时器为30s递减计时器, 其计时时间间隔为1s.计时器递减计时到零时, 数码显示器不能灭灯, 同时发出报警信号。

1.三: 设计步骤:设计过程:(1)根据设计要求, 得到篮球30秒计时器总体方案框图设计思路: 篮球30秒计时器包括秒脉冲发生器, 计数器, 译码显示器, 辅助时序控制电路和报警电路等。

其中计数器和控制电路事系统的主要部分。

计数器完成30秒计时功能, 控制电路完成计数器的启动、暂停/连续计数。

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间的时序关系。

当启动开关K7闭合（低电平）时, 计数器完成置数功能, 译码显示电路显示30秒字样；当启动开关K7断开（高电平）、K8断开（高电平）时, 计数器开始计数, 当K8为闭合（低电平）时, 计数器停止计数, K8再断开（高电平）时, 继续累计技术。

计数器递减到零时, 发出声光报警信号L＝1（正常计数时L=0）。

（2）篮球30秒计时器的顶层电路逻辑图:本实验包括两个模块:a: IC17模块完成计数器计时功能；b: TIM模块完成始终脉冲发生信号功能。

（3）. 根据功能模块的划分, 利用ABEL_HDL语言完成设计。

篮球30秒计时器顶层电路中的IC17模块的程序设计程序为:MODULE IC17TITLE '30S'CLK,S,LD PIN;Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0 PIN ISTYPE'REG';L PIN ISTYPE'COM';Counth=[Q7,Q6,Q5,Q4];Countl=[Q3,Q2,Q1,Q0];EQUATIONSCounth.CLK=CLK;Countl.CLK=CLK;L=(Counth==0)&(Countl==0);” 30秒倒计时WHEN((LD==1)&(S==1)&(Countl==0)&(Counth==0))THEN{Countl:=0;Counth:=0;} ELSEWHEN((LD==1)&(S==1)&(Countl>0))THEN{Countl:=(Countl.FB-1);Counth:=Counth.FB;}ELSE WHEN((LD==1)&(S==1)&(Countl==0))THEN {Countl:=(Countl.FB+9);Counth:=(Counth.FB-1);}”S键按下, 暂停ELSE WHEN(S==0)THEN{Countl:=Countl.FB;Counth:=Counth.FB;}”LD置数30秒WHEN(LD==0)THEN{Countl:=0;Counth:=3;}END篮球30秒计时器顶层电路中的TIM模块秒脉冲发生器的设计程序为:MODULE TIMCLK PIN;Q9..Q0 NODE ISTYPE'REG';H1,H512 PIN ISTYPE'COM';Q=[Q9..Q0];EQUATIONSQ.CLK=CLK;H1=(Q==1);H512=Q0;WHEN(Q==1023)THEN Q:=0;ELSE Q:=Q.FB+1;END引脚适配:Pin AssignmentsPin Name Pin Assignment Pin Type, Pin AttributeK8 6 Input, PULLUPCLK 11 Clock Input, PULLUPQ7 15 Output, PULLUPQ2 16 Output, PULLUPQ1 17 Output, PULLUPQ0 18 Output, PULLUPQ6 21 Output, PULLUPFB 22 Output, PULLUPLED 30 Output, PULLUPQ5 37 Output, PULLUPQ4 38 Output, PULLUPQ3 39 Output, PULLUPK7 41 Input, PULLUP2. 设计实现:（1）编辑编译a: 启动Synario软件, 建立一个新的工程项目, 命名为EXA17.SYN,建立一个新的目录存放EXA17.SYN, 选择器件ispLSI1016E-80LJ44。

篮球竞赛30秒定时电路定时电路是数字系统中的基本单元电路，它主要由计数器和振荡器组成。

在实际工作中，定时器的应用场合很多，例如，篮球比赛规则中，队员持球时间不能超过30秒，就是定时电路的一种具体应用。

一、设计任务与要求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。

二、设计原理与参考电路1．分析要求，画出原理框图30秒定时器的总体参考方案框图如图11-1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30秒计时功能，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与灭灯、定时时间到报警等功能。

外部操作开关{图11.130秒定时器的总体设计方案框图秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。

译码显示电路用CD4048和共阴极七段LED显示器组成。

报警电路在实验中可用发光二极管代替。

2．单元电路设计(1)8421BCD码递减计数器计数器选用中规模集成电路CD40l92进行设计较为简便，CD40l92是十进制可编程同步加／减计数器，它采用8421码二—十进制编码，并具有直接清零、置数、加／减计数功能。

图11-2是CD40l92的管脚排列图，图11-3是时序波形图。

图中CP U、CP D分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端(上升沿有效)。

PE1D Q Q CP CP Q Q GND V D R BO CO PE D D U 32图11-2 CD40192管脚图24D D D D CP Q2Q3CO 时序说明：1.将所有输出端Q 1-Q 4置0。

篮球三十秒计时器电路设计篮球比赛是一项充满激情和紧张的运动，而在比赛中准确计时是非常重要的。

为了确保比赛的公平和准确，设计一个篮球三十秒计时器电路就显得尤为重要了。

篮球三十秒计时器电路的设计需要考虑几个关键因素：计时准确性、电路稳定性、操作便利性和显示清晰度。

在本文中，我将从这几个方面来详细介绍篮球三十秒计时器电路的设计。

计时准确性是篮球三十秒计时器电路设计的关键。

为了确保计时的准确性，可以使用一个精确的时钟电路来提供计时的基准。

时钟电路可以采用晶体振荡器作为时钟发生器，通过计数器和分频器将时钟信号分割成一秒钟60个脉冲，以达到秒级的计时准确性。

电路的稳定性也是设计中需要考虑的重点。

为了确保电路的稳定性，可以采用稳压电源来提供电源电压，以免电源波动对计时器的准确性产生影响。

此外，可以使用稳定性较高的电阻和电容来构建计时电路，以减小电路中的噪声干扰。

操作便利性也是设计中需要考虑的因素之一。

为了使计时器的操作更加方便，可以在电路中加入按键和显示屏。

通过按键可以实现开始、暂停和复位等功能。

而显示屏可以用来直观地显示剩余时间，以便裁判员和观众随时了解比赛的进程。

显示清晰度也是设计中需要关注的问题。

为了保证显示清晰度，可以选择使用LED数码管或液晶显示屏作为显示装置。

LED数码管可以显示数字，而液晶显示屏可以显示更多的信息，如时间和比赛状态等。

通过合理设计显示电路，可以使显示效果更加清晰明了。

篮球三十秒计时器电路的设计需要考虑计时准确性、电路稳定性、操作便利性和显示清晰度等因素。

通过合理选取时钟电路、稳定电源、显示装置和按键等元件，可以设计出一个准确、稳定、方便操作和显示清晰的篮球三十秒计时器电路。

这样的设计将为篮球比赛的进行提供准确的计时服务，使比赛更加公平、激烈和令人兴奋。

应用M D S图的逻辑电路级设计Ξ——篮球30秒定时计时器的设计朱如琪　陈　赜(华中科技大学电信系电工电子教学基地　武汉:430074)摘　要　介绍了用方法直观方便、规范和有章可循的M D S图方法设计小型数字系统“篮球30秒定时计时器”的具体过程。

关键词　M D S图　逻辑电路级设计　30秒定时计时器0　引言M D S图是英文M em on ic Docum en ted State D iagram s的缩写,可译为助记状态图。

M D S图有如下特点:(1)M D S图可以从详细逻辑流程图直接导出,依据它可直观、方便地进行电路级的设计,方法规范;(2)M D S图与数字电路课程中讲述的时序电路状态转换图十分相似,因此,M D S图容易接受和掌握;(3)M D S图可以清楚地反映逻辑电路应提供多少个状态值、各个状态之间转换必须符合的条件、在态转换时需要哪些输入信号、何时产生输出信号等要求,依据这些要求便可设计出符合数字系统逻辑关系的逻辑电路。

1　计时器的功能和系统模型1)篮球30秒定时计时器的功能要求:(1)具有30秒计时、译码显示功能;(2)计时器为30s递减计时器(初始值为30),计时间隔为1s;(3)定时计时器递减到零时,数码显示器不能灭灯,同时发出声、光报警信号;(4)设置外部操作开关(X1、X0),控制计时器的清零、置数和暂停 连续计时功能;(5)外部开关操作顺序应符合篮球竞赛规则;(6)用发光二极管(L ED)显示五种工作状态,即清零、置数(预置数为30)、递减计时、暂停 连续计时和发出声、光报警信号。

篮球30秒定时计时器的模型框图如图1所示。

2)模型框图图1　篮球30秒定时计时器的模型框图包括控制器、受控器、分频器、输出显示电路及报警电路等五个部分。

其中控制器和受控器是系统的主要部分。

控制器是系统的核心部件,它直接控制受控器的清零、置数、计数、暂停 连续计数、输出信号(用L ED显示五种工作状态)和控制系统的声光报警等功能。