三十秒倒计时

实验二篮球30秒倒计时电路的设计一、设计任务用小规模集成电路设计篮球比赛中30秒进攻倒计时电路二、设计要求用555定时器产生1秒的标准脉冲信号, 显示器为三十进制计数器,当计时时间到,显示器显示00, 电路具有时间显示功能，计数器清零、启动和暂停/连续计时利用外部开关控制。

电路框图如下图所示。

三、实验原理1、标准秒脉冲发生电路标准秒脉冲发生电路如图2所示,它由555定时器组成多谐振荡器，定时元件R1为15KΩ,R2为688Ω,C为10μF,产生1Hz的标准脉冲信号。

振荡器的频率约为：ｆ= 1.443 / [ ( R1 + 2 R2 ) C2、计数器及译码显示电路计数器采用74LS192同步可逆双时钟计数器。

74LS192的UP、DOWN端分别是加/减计数器的时钟输入端。

在置数控制端LOAD = 1、清零端CLR = 0的情况下,若DOWN = 1, 计数脉冲加入到UP端,则计数器在预置数的基础上完成加计数, CO′端发出进位负跳变脉冲;若UP = 1, 计数脉冲加入到DOWN端,则计数器在预置数的基础上完成减计数,当减计数到0时, BO′借位输出端发出借位负跳变脉冲。

LOAD为异步并行置数控制端,当LOAD′= 0时,计数器置数,LOAD = 1时,计数器处于计数状态。

计数器及译码显示电路如图4所示。

用两片74LS192设计成三十进制减法计数器,由74LS47译码,七段码显示器显示计时时间。

计数器个位接成十进制,置数端A、B、C、D均接低电平“0”。

计数器十位接成三进制, A、B两置数端接高电平“1”, C、D端接低电平“0”。

计数脉冲信号接入个位计数器的DOWN减脉冲输入端(UP端接高电平) 。

根据设计要求,计数器计数到零时应停止计数,为此,将十位计数器的BO′借位端与脉冲信号源通过与门联接,使计数到零时,BO2′= 0,封锁CP信号,计数器保持零状态不变,控制电路发出报警声信号,使报警电路工作,信号灯亮。

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。

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图11.2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法计数器的控制端实现对电路保留、启动、清零/复位和暂停/继续计数功能的控制；利用JK 触发器的翻转状态特性和译码器BI/RBO端的控制实现闪烁报警功能。

信息与计算机学院课程设计课程设计报告（2011/2012 第1学期）设计题目30秒定时器指导教师学生班级学生姓名学生学号考核成绩上海商学院2011年11月内容摘要此30秒计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能。

可以方便的实现断点计时功能，当设计器递减到零时，会发出光电报警信号。

在直接清零时，数码管显示器直接显示为00；计时器为30秒递减计时，计时间隔为1秒；计时器递减到0时，再回到30。

此设计器设计时，采用模块化得设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。

关键词：秒脉冲发生器74LS192 计数器译码显示电路目录第一章引言 (1)1.1课程设计意义 (1)1.2研究状况概述 (1)第二章课程设计分析 (2)2.1 设计目的： (2)2.2 设计思路： (2)第三章系统方案论证过程 (3)3.1 30秒定时器总体方框图 (3)第四章模块电路设计 (4)4.1秒脉冲电路 (4)4.2 减计数电路 (4)4.3 译码和数码显示电路 (5)4.4时序控制电路.................................................................................... 错误!未定义书签。

4.5 整机框图 (6)第五章主要元器件与设备 (8)5.1元器件清单 (8)第六章系统调试与结果分析 (9)6.1 系统调试 (9)6.2 结果分析........................................................................................... 错误!未定义书签。

第七章总结.. (10)参考文献 (10)致谢 (10)附页： (11)第一章引言1.1课程设计意义数字显示30秒定时器是一个简单的数字电路，然而它可以扩展到很多实际应用当中来，比如篮球倒计时器，交通灯倒计时器等等。

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。

电子线路实训报告题目三十秒倒计时院系专业班级学号学生姓名指导教师日期目录一题目要求与方案论证 (2)1.1（实训题目）三十秒倒计时设计 (2)1.1.1面包板 (2)1.1.2集成芯片 (2)二三十秒倒计时电子线路设计与实现 (6)三结果与分析 (5)3.1 （设计题的结果描述与分析）三十秒倒计时 (5)3.2三十秒倒计时电路仿真图 (6)四总结与体会 (7)附录 (8)一题目要求与方案论证1.1三十秒倒计时设计1.1.1面包板面包板的构造：面包板（集成电路实验板）是电路实验中一种常用的具有多孔插座的插件板，在进行电路实验时，可以根据电路连接要求，在相应孔内插入电子元器件的引脚以及导线等，使其与孔内弹性接触簧片接触，由此连接成所需的实验电路。

图1为SYB—118型面包板示意图，为4行59列，每条金属簧片上有5个插孔，因此插入这5个孔内的导线就被金属簧片连接在一起。

簧片之间在电气上彼此绝缘。

插孔间及簧片间的距离均与双列直插式（DIP）集成电路管脚的标准间距2.54mm 相同，因而适于插入各种数字集成电路。

面包板使用注意事项：插入面包板上孔内引脚或导线铜芯直径为0.4～0.6mm，即比大头针的直径略微细一点。

元器件引脚或导线头要沿面包板的板面垂直方向插入方孔，应能感觉到有轻微、均匀的摩擦阻力，在面包板倒置时，元器件应能被簧片夹住而不脱落。

面包板应该在通风、干燥处存放，特别要避免被电池漏出的电解液所腐蚀。

要保持面包板清洁，焊接过的元器件不要插在面包板上。

1.1.2集成芯片74LS169图2 74LS169管脚图169 的预置是同步的。

当置入控制端（LOAD）为低电平时，在CLOCK上升沿作用下，输出端（QA－QD）与数据输入端（A－D）相一致。

169 的计数是同步的，靠CLOCK同时加在 4 个触发器上而实现。

当ENP 和ENT 均为低电平时，在CLOCK上升沿作用下QA－QD同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。

30秒倒计时课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解时间的基本概念，掌握30秒的时间长度。

2. 学生能够运用基本的数学运算，计算出倒计时中各个阶段的时间间隔。

3. 学生能够运用所学知识，设计出符合实际需要的30秒倒计时程序。

技能目标：1. 学生能够通过小组合作，培养团队协作能力和沟通能力。

2. 学生能够运用所学知识，解决实际问题，提高创新思维和动手操作能力。

3. 学生能够运用信息技术手段，进行倒计时设计和展示。

情感态度价值观目标：1. 学生培养珍惜时间的观念，认识到时间的重要性，养成守时的良好习惯。

2. 学生在小组合作中，学会互相尊重、关心他人，培养团队精神。

3. 学生通过课程学习，激发对科学技术的兴趣，提高探索精神和创新能力。

课程性质：本课程为跨学科课程，结合数学、信息技术和综合实践活动等学科，以培养学生的综合素养为目标。

学生特点：学生处于小学高年级阶段，具备一定的数学基础和信息技术能力，好奇心强，喜欢动手操作。

教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，关注学生的个体差异，提高学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

1. 时间概念：通过讲解时间的单位，如秒、分、时，帮助学生理解30秒的时间长度，并掌握时间的基本换算方法。

2. 数学运算：结合教材中的数学知识，引导学生运用加减乘除等基本运算，计算出倒计时中各个阶段的时间间隔。

3. 倒计时设计：结合信息技术课程，指导学生运用编程软件，设计出符合实际需要的30秒倒计时程序。

4. 小组合作：组织学生进行小组讨论和实践，共同完成倒计时设计任务，培养团队协作能力和沟通能力。

教学内容安排与进度：第一课时：导入时间概念，讲解时间单位换算，让学生感知30秒的时间长度。

第二课时：运用数学运算，计算出倒计时中各个阶段的时间间隔，并学会在实际问题中应用。

第三课时：介绍倒计时设计的基本原理，引导学生运用编程软件进行初步设计。

篮球30秒倒计时器具有数字显⽰的篮球竞赛30S计时器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。

1 电路设计原理与设计电路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 设计⽅案经过初步的设计，可以确定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)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。