选篮球竞赛24秒计时器设计的说明书

课程设计题目篮球比赛24秒计时器设计学院自动化学院专业自动化班级姓名指导教师年月日目录引言1 设计意义及要求 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 设计要求 (3)2 方案设计 (3)2.1 设计思路 (3)2.1.1电路要求 (3)2.1.2方案一电路设计原理 (3)2.1.3 工作原理 (4)2.1.4方案二电路设计原理 (5)2.3方案比较 (6)3部分电路设计 (7)3.1 时钟脉冲电路 (7)3.2 计时电路 (8)3.3 停止控制电路 (9)3.4 警报提示装置 (10)4 调试与检测 (11)4.1 调试中故障及解决办法 (11)4.2 调试与运行结果 (11)5 仿真操作步骤及使用说明 (13)结束语 (14)参考文献 (14)附录电路图 (15)本科生课程设计成绩评定表引言很多人都看过篮球比赛，篮球比赛时，我们会发现每次进攻都会进行24秒倒计时，当计时到零时就会出现声光报警。

篮球的24秒计时器只是计时器的一种。

在生活中，我们经常会看见各种计时器，例如，在十字路口的红绿灯上我们会看到一个34秒计时器；我们经常看到的电子表也是计数器的一种；在体育课上老师用的秒表也是一种计时器。

计时器给我们的生活带来了很大的方便，可以说我们的生活离不开计数器。

本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛24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实用价值。

通过本次课程设计，可以了解计时器的组成和原理以及许多应用，为设计更复杂的计时器打好基础。

同时通过本次课程设计也能提高学生的设计电路，排查故障，思考问题等多种能力。

1 设计意义和要求1.1设计意义生活中很多地方都用到计时器，例如交通信号灯上有34秒倒计时装置，我们经常用的数字手表也是计时器的一种。

学号：1230530127题目篮球比赛24秒计时器设计学院电信院专业电气自动化班级电气1201姓名彭忠指导教师胡新晚2014 年 6 月10 日设计题目：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。

目录前言 - 2 -1、总体设计思路、基本原理和框图 31.1设计思路 31.2基本原理错误！未定义书签。

1.3、总体设计框图错误！未定义书签。

2、单元电路设计（各单元电路图） 52、1各芯片的用法和功能错误！未定义书签。

2.1.1 74LS48 错误！未定义书签。

2.1.2 555定时器错误！未定义书签。

2.1.3 74LS192 52、2单元模块 - 8 -2.2.1 信号发生部分错误！未定义书签。

2.2.2 倒计时部分92.2.3 停止控制电路102.2.4 警报提示装置103、总设计（总电路图）错误！未定义书签。

4、仿真图 -12-5、安装、调试步骤错误！未定义书签。

6、故障分析与电路改进136.1故障分析137、总结138、心得体会149、元件清单错误！未定义书签。

10、参考文献错误！未定义书签。

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的应用是相当普遍的。

目录第一章：设计任务及要求、目标 (2)第二章：设计原理、电路设计及仿真 (2)2.1 设计原理及方案 (2)2.2 单元模块设计及仿真 (3)2.2.1 秒信号源设计与仿真 (3)2.2.2 74LS192设计与仿真 (4)第三章：电路的仿真、安装与调试 (6)第四章：问题及分析、解决及总结 (7)附录一： (9)附录二: (10)篮球竞赛24秒倒计时器第一章：设计任务及要求、目标1.1，设计任务及要求1）具有准确的24 s倒计时显示功能，计时器为24 s递减计数；2）设置外部操作开关，启动和暂停/连续功能，3）计时器为24 s递减计时器，计时时间间隔为1s；4）计时器递减计时至0时，能发出光电警报信号。

1.2，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模块的管脚及其功能；（3）进行电路的安装、测试，知道电路能达到设计目标；（4）写出完整、详细的课程设计报告。

第二章：设计原理、电路设计及仿真：2.1，篮球竞赛24 s计时器原理框图如图1所示。

图（1）图（2）根据原理图，进行仿真实验，图（2）是我们仿真时的连线图（1）；计数译码显示部分：计数器构成8421BCD码24进制递减计数器，用74LS48配共阴极LED数码管组成译码器显示部分。

（2）；秒信号源产生电路：用555定时器和分频电路组成十分频产生秒信号。

（3）；时序控制部分：工作时，启动开关闭合控制电路封锁时钟脉冲（CP）,与此同时，产生预置信号，使数码管显示24字样。

启动开关断开，开始递减计数。

当开关2断开时，此时暂停计数；并处于保持状态；当开关2闭合时，计数器继续递减计数。

当计数到零时，LED警报灯亮，停止计数。

2.2 单元模块的设计及仿真在本次课程设计中，我主要负责了秒信号源和24 s计数的仿真和设计及其分析等。

下面是我对这2个单元模块的简要设计和仿真原理和方法及其数据。

2.2.1 秒信号源的设计与仿真为产生秒信号，所以我们选择了555定时器构成多谐振荡电路，通过计算可以确定参数的取值：110R K =Ω，22R K =Ω，2110,1;C F C nF μ==因此，产生的脉冲周期为：()1220.720.0980.1T R R C s s =+=≈，再通过74LS161计数器用异步清零法组成十分频，使得74LS161计数器产生的脉冲周期为1s 。

赣南师院物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书姓名：班级：电子信息工程09级学号：时间：2011年 6 月15日图1-1 24秒计时器系统设计框图1.2 单元电路设计1.2.1秒脉冲发生器用555与74LS161集成电路组成多谐振荡电路为系统提供时钟秒脉冲。

555定时器应用为多谐振荡电路时，当电源接通Vcc通过电阻R1、R2向电容C充电，其上电压按指数规律上升，当u上升至2/3Vcc，会使比较器C1输出翻转，输出电压为零，同时放电管T导通，电容C通过R2放电；当电容电压下降到1/3Vcc，比较器C2工作输出电压变为高电平，C放电终止，Vcc通过R1、R2又开始充电；周而复始，形成振荡。

则其振荡周期与充放电时间有关，也就是与外接元件有关，不受电源电压变化影响。

公式计算：T1=(R1+R2)Cln2;T2=R2Cln2;振荡周期T = T1+T2=0.7 ( R1 + 2R2) C =0.1 (s)若取C=10μF，结合实际选取电阻为R1=5.1K,R2=4.7K再通过74LS161计数产生秒脉冲图1-2 555多谐振荡电路图1.2.2 计数电路计数电路选用两片中规模集成电路74LS192进行设计，74LS192是十进制计数器，具有“异步清零”和“异步置数”功能，且有进位和借位输出端。

两片74LS192构成预置数的三十进制递减计数器，计数器十位接成三进制，计数器个位接成十进制，置数端A、B、C、D通过开关接高低电平，若接高电平可进行其他置数；此计数器预置数为（0001 1000）=（24）10，只有当低位端发出错位脉冲，高位计数器才做减计数。

1片74LS192构成1秒减计数电路（即个位）。

74LS192的引脚图和功能表如图所示。

它的计数原理是：使加计数脉冲信号引脚CPu=1，计数脉冲加入个位74LS192引脚CP D脚，当减计数到零时，个位74LS192的CO端发出错位脉冲，使十位计数器减计数，当高、低位计数器处于全零时，CPD（DWN）端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下次循环减计数。

…目录第一章设计整体思路 (1)1. 课程设计要求 (1)2. 设计目的 (1)3. 设计整体思路 (1)1）主电路 (1)2）控制电路 (2)第二章基本原理及框图 (3)1. 基本原理 (3)2. 设计整体框架图 (4)第三章单元电路设计及单元电路图 (5)1. 秒脉冲发生电路 (5)2. 递减计数及数码显示电路 (6)1）倒计时单元电路 (6)I. 24秒倒计时单元电路设计 (6)II. 12分钟倒计时电路设计 (7)2）小节显示电路设计 (8)3. 控制电路设计 (8)1）操作控制按键设计 (8)I. 小节启动控制键 (8)II．24秒复位键 (9)III．暂停/继续按键设计 (10)2）反馈控制秒脉冲信号设计 (10)I. 反馈信号设计 (10)II. 秒脉冲控制 (11)4. 报警单元电路 (12)I. 电路设计 (12)II. 输入信号设计 (12)第四章安装、调试步骤.........v (13)第五章故障分析与电路改进 (14)1. 故障产生的原因 (14)2. 故障的分析法 (14)3. 电路的改进 (14)第六章总结与体会 (16)附录一使用元器件功能表及引脚图 (18)附录二参考文献 (20)附录三元器清单 (21)附录四电气与信息工程系课程设计评分表 (22)一、设计整体思路1、课程设计要求本课题是要求设计一个篮球竞赛计时系统，一场比赛分为四节，每一节开始都有一个LED（发光二极管）自动发光，表示比赛小节。

并且具有显示每一小节12分钟比赛时间倒计时功能和显示24秒倒计时功能。

要求有三个操作键：（1）小节启动键——使其回到小节的初始状态，显示分别为12:00和24秒；（2）暂停/继续键——使整个计时器停止和继续；（3）24秒复位键——在计时器工作的任意时刻，224秒倒计时回到初始显示24。

2、设计目的进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用。

（1）巩固加深理解数字理论的基本理论知识，学习基本理论在实践中的综合运用的初步经验，掌握数字电路系统设计的基本方法及在面板上接线的方法、技术、要注意的问题。

课程设计-篮球24秒计时器设计1. 引言篮球是一项流行的运动项目，而篮球比赛中的24秒计时器被广泛应用。

24秒计时器的作用是规定进攻球队必须在24秒内射门。

本文将详细介绍篮球24秒计时器的设计思路和实现方法。

2. 设计目标本课程设计的目标是设计一个实时计时的24秒计时器，要求能够准确地显示剩余时间，并提供简单的控制功能。

3. 设计思路3.1 硬件部分为了实现一个可靠的24秒计时器，我们需要选用合适的硬件组件。

以下是主要的硬件组件和功能设计： - 显示屏：用于显示计时器的剩余时间。

- 开始/停止按钮：用于开始或停止计时器。

- 复位按钮：用于将计时器复位为24秒。

- 蜂鸣器：用于发出警报声，提醒比赛方双方。

3.2 软件部分在硬件部分的基础上，我们需要编写相应的软件代码来实现计时器的功能。

以下是主要的软件设计思路： - 初始化：启动计时器时，显示屏显示24秒，计时器停止。

- 开始计时：按下开始按钮后，计时器开始倒数计时，显示屏实时更新倒计时的剩余时间。

- 停止计时：按下停止按钮后，计时器停止计时，显示屏停止更新。

- 复位计时：按下复位按钮后，计时器复位为24秒，显示屏重新显示24秒。

- 警报：当计时器倒计时为0秒时，蜂鸣器发出警报声，提醒比赛方双方。

4. 实现方法4.1 硬件实现硬件实现主要包括连接各个硬件组件，以及编写相应的硬件控制代码。

以下是硬件实现的步骤：1. 连接显示屏和主板，确保显示屏能够正常工作。

2. 连接开始/停止按钮和主板，通过按下按钮来控制计时器的启动和停止。

3. 连接复位按钮和主板，通过按下复位按钮来复位计时器。

4. 连接蜂鸣器和主板，确保能够正常发出警报声。

4.2 软件实现软件实现主要包括编写相应的代码来控制硬件组件的工作。

以下是软件实现的步骤： 1. 初始化计时器，设置剩余时间为24秒，并停止计时。

2. 监听开始/停止按钮的按下事件，根据按钮状态来控制计时器的启动和停止。

湖南工业大学课程设计资料袋电气与信息工程学院（系、部）2012 ~ 2013 学年第 1 学期课程名称电子技术课程设计指导教师谭波职称学生姓名专业班级学号题目篮球比赛24秒计时器成绩起止日期2012 年12 月24 日～2012 年12 月28 日目录清单湖南工业大学课程设计任务书2012 —2013 学年第1 学期电气与信息工程学院（系、部）电子技术专业测控102 班级课程名称：《电子技术》课程设计设计题目：篮球比赛24秒计时器完成期限：自2012 年12 月24 日至2012 年12 月28 日共 1 周指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日（电子技术）设计说明书（题目）篮球比赛24秒计时器起止日期：2012 年12 月24 日至2012 年12 月28 日学生姓名班级学号成绩指导教师(签字)电气与信息工程学院2012年12 月20 日篮球比赛24秒计时器第一章设计任务及要求1.1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. 计时器递减计数到“00”时，计时器跳回“24”停止工作，并发出光电报警。

1.2设计任务及目标1.明确设计目的。

2.设计指标。

3.画出设计的原理框图，并要求说明该框图的工作过程及每个模块的功能。

4.设计制作的进程，考虑篮球计时器设计步骤、测试、验证的顺序，写出自己的工作进程。

5.出各功能模块的电路图，加上原理说明。

6.画出总布局接线图（集成块按实际布局位置画，关键的连接单独应画出，计数器到译码器的数据线、译码器到数码管的数据线可以简化画法。

）7.描述设计制作的篮球计时器的运行结果和操作。

8.总结。

（1）设计过程中遇到的问题及解决办法 （2）课程设计过程体会（3）对课程设计内容、方式、要求等各方面的建议。

第二章 总体参考方案2.1设计原理 总体参考方案框图如图1.1所示。

电子课程设计--篮球竞赛24s计时器学院: 电子信息工程学院专业、班级:姓名：学号：指导老师:2013年12月22日目录一设计任务及要求 (3)二总体框图 (3)三器件选择 (4)四模块功能 (5)五总体设计电路图 (11)六硬件调试 (13)七设计心得 (14)篮球竞赛24s计时器一、设计任务及要求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2．要求电路为24秒递减计时, 每隔1秒钟, 计时器减1；要有外部开关, 控制计数器的直接清零、复位、启动和暂停/连续计时功能；当计时器倒计时为零时, 即定时时间倒, 显示为零, 同时发出声光报警信号。

二、电路框图及工作原理2.1电路框图24秒计时器的总体方案框图如图2-1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等五个模块组成。

其中计数器和控制电路是系统的主要模块。

计数器完成24秒计时功能.而控制电路完成计数器的直接复位、启动计数、暂停/连续计数;译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到启动报警等功能。

秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准, 电路可采用555集成电路组成的多谐振荡器构成。

译码显示电路四线数码管报警电路在试验中可用蜂鸣器实现。

图2-1 总体方案框图 2.2设计方案本设计中, 24进制计数器是整个电路的核心部分, 我选择74LS192进行24进制同步减法、加法计数。

选择两个四段数码显示管进行显示。

根据设计要求, 本课程设计采用555计时器制成的多谐振荡器, 对24进制计数器进行秒脉冲的输入。

在本设计中, 因为我们需要对其进行暂停、复位、加法、报警等控制, 所以我们使用了三个开关来控制计数器的各功能的实现, 从而实现了各种功能的。

电子课程设计——篮球竞赛24s计时器学院：电子信息工程学院专业：：学号：指导教师：2014年12月目录一、设计任务与要求----------------------------3二、总体框图----------------------------------3三、选择器件----------------------------------4四、功能模块---------------------------------10五、总体设计电路图---------------------------14六、硬件调试---------------------------------17七、心得与总结-------------------------------17篮球竞赛24s 计时器一 、设计任务与要求1、设计一个具有显示24S 计时功能的篮球竞赛计时器。

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24S 递减计时器，其时间间隔为0.01秒。

4、计时器减计时到零时，发出报警信号。

二 、基本原理与电路框图1. 电路框图篮球竞赛24秒计时器的电路框图如图2-1所示。

图2-1 电路框图2. 基本原理(1) 24秒计时器的总体参考方案框图如图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是系统的主要模块。

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、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。

(2) 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，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。

(3) 译码显示器是DCD_HEX七段发光二极管。

报警电路在实验中可用发光二极管和蜂鸣器组成。

三、选择器件1.原件清单该设计所用的器件如表3-1所示。