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电子技术课程设计篮球竞赛计时器设计学院：机电工程学院专业：农业电气化与自动化姓名：学号：指导教师：职称：设计完成日期：二Ο一二年九月目录第一章定时电路系统概述1、引言 (2)2、性能指标要求 (2)3、元器件清单 (2)4、设计内容 (2)5、设计报告要求 (3)第二章篮球竞赛24秒定时的方法1、电路的组成 (4)2、设计原理 (4)第三章电路组成框图1、秒脉冲发生器 (4)2、计数器 (7)3、控制电路 (8)4、译码显示电路 (9)5、辅助时序控制电路 (12)6、报警电路 (13)7、总电路图 (14)第四章小结 (15)参考文献： (15)第一章定时电路系统概述1、引言：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。
2、性能指标要求：1、有显示24秒的倒计时功能2、置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动、暂停和连续功能3、计时器为24秒递减计时器，其间隔为1秒4、计时器递减计时到零时，发出光电报警信号3、元器件清单：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4、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。
5、设计报告要求：分析实验任务，选择技术方案，确定原件参数；确定原理框图；画出电路原理图；对所设计的电路进行综合分析，包括工作原理和设计方法。
第二章篮球竞赛24秒定时的方法1、电路的组成1.1、24秒定时器的总体参考方案框图如图所示。
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。
篮球24秒倒计时的设计与制作一．设计任务设计一个篮球比赛24秒倒计时器的电路，此电路能完成一次篮球进攻的24秒倒计时功能，当计时结束自动恢复为24秒计时的初始状态。
另外，此倒计时器能够手动复位、启动计数、暂停/继续计数、计数为零的光报警等功能二．设计要求1、能完成精确的24秒倒计时功能。
2、完成计数器的复位、启动计数、暂停/继续计数、光报警等功能。
3、能显示任意时刻的剩余时间。
三．技术指标开关A：启动开关。
A处于高电平时，当计数器递减计数到零时，控制电路发出光报警信号，计数器保持“24”状态不变，处于等待状态；当A处于低电平时，计数器开始计数。
开关B：暂停开关。
当“暂停/连续”开关处于“暂停”（开关B接低电平）时，计数器暂停计数，显示器保持不变；当此开关处于“连续”（开关B接高电平）时，计数器继续累计计数。
开关C：手动复位开关。
当开关C接低电平，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”；当开关C接高电平时，计数器从24开始计数。
四．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、辅助时序控制电路（简称控制电路）和报警电路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24秒倒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的清零，启动和暂停/连续功能、译码显示电路的显示与灭灯及光电报警等功能。
为满足设计要求，设计控制电路及控制开关时，应该正确处理各个信号之间的时序关系。
在操作直接清零时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。
当启动开关J2闭合时，辅助控制电路应该封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示24s字样，计数器开始进行递减计数；当暂停/连续开关J1闭合（即拨到暂停位置）时，计数器停止计数，处于保持状态；当J1断开时，计数器继续递减计数。
当开关J3闭合与地连接时，计数器直接清零，同时数码显示器灯灭。
当开关J3闭合与高位那片74LS192的借位端连接时，计数器正常计数。
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 。
篮球比赛24秒计时器设计报告篮球比赛中的24秒计时器是指用于计时进攻方在进攻时所剩时间的设备。
它是篮球比赛中重要的计时工具之一，对比赛的进行起着关键的作用。
本设计报告将对篮球比赛24秒计时器的设计进行详细介绍。
1.设计目标：本设计的目标是设计一款功能完善、易于操作、准确可靠的篮球比赛24秒计时器。
它应具备以下特点：(1)界面简洁直观，便于比赛工作人员和观众使用；(2)计时准确可靠，能够精确显示剩余时间；(3)操作简便，能够方便地启动、暂停和重置计时器；(4)耐用性强，能够长时间稳定工作。
2.系统组成：本设计的篮球比赛24秒计时器由以下几个主要部分组成：(1)显示屏幕：采用LED或LCD显示屏，能够清晰、直观地显示剩余时间；(2)控制面板：包括启动按钮、暂停按钮、重置按钮等，用于控制计时器的启动、暂停和重置操作；(3)倒计时控制模块：用于计时功能的实现，能够按照设定的时间进行倒计时，并在倒计时结束后发出警示信号；(4)供电模块：提供计时器所需的电源。
3.设计原理：(1)启动和暂停功能：通过控制面板上的启动按钮和暂停按钮实现。
(2)重置功能：通过控制面板上的重置按钮实现，将计时器恢复到初始状态。
(3)倒计时功能：倒计时控制模块根据设定的时间进行倒计时，每秒更新显示屏上的剩余时间，并在倒计时结束时发出警示信号。
(4)警示信号：在倒计时结束后，发出蜂鸣器声音或闪烁的警示灯，提醒比赛工作人员和观众时间已经用完。
4.设计细节：(1)显示屏幕的设计：选择合适的LED或LCD显示屏，确保显示效果清晰、亮度适中。
(2)控制面板的设计：控制面板上的按钮应具备良好的触感，操作简便、可靠。
(3)倒计时控制模块的设计：采用微控制器或计时芯片实现倒计时功能，并与显示屏和控制面板进行适配。
(4)供电模块的设计：选择合适的电源适配器或电池供电，确保供电稳定可靠。
5.总结与展望：通过对篮球比赛24秒计时器的设计，实现了上述目标，并对各个部分的设计细节进行了详细阐述。
数字电子技术课程设计篮球比赛24秒倒计时器设计1.2电路设计方案：24秒倒计时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等五个模块组成。
其中计数器和控制电路使系统的主要模块。
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、启动技术、暂停和连续计数、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
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。
译码显示电路由自带译码器的数码管组成。
报警电路在试验中可用发光二极管和蜂鸣器代替。
主体电路：24秒倒计时。
24秒计数芯片的置数端清零端共有一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器倒数计时开始进行倒计时，逐秒倒计时到零。
选取00这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。
2.各芯片的用法与功能2.174LS19274LS192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。
当需要进行多级扩展连接时，只要将前级接到下一级的CP端，端接到下一级的CP端即可。
74LS192功能表： 2.2555定时器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。
输出波形的振荡周期可用过度过程公式计算： 3.各部分电路设计3.1信号发生部分：秒脉冲的产生由555定时器组成的多谐振荡电路完成。
《数字电子技术》课程设计报告篮球竞赛24S计时器要求：一、功能要求1、具有显示24S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24S递减计时器，其计时时间间隔为1S；4、计时器减计时到零时，发出报警信号。
二、设计要求1、根据设计要求选择合适的元器件，并掌握其使用方法；2、画出电路原理图（或仿真电路图）；3、先进行电路的仿真与调试，通过后才能答辩；三、制作要求自行装配和调试，具有一定的分析和解决问题的能力。
四、设计报告的编写要求编写设计报告，附上有关资料和图纸，并谈谈自己心得和体会姓名：学号：专业：班级：成绩：评阅人：篮球竞赛24S计时器计时器在许多领域均有普遍的应用，篮球竞赛中除了有总时间倒计时外，为了加快竞赛节奏，新的规则还要求进攻方在24秒内有一次投篮动作，否则视为违例。
本课程设计“篮球竞赛24S时器的设计”，可用于篮球竞赛中，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违例。
一、设计要求（一）设计指标1、具有显示24S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24S递减计时器，其计时时间间隔为1S；4、计时器减计时到零时，发出报警信号。
（二）设计要求1、画出电路原理图（或仿真电路图）；2、元器件及参数选择；3、电路仿真与调试；（三）制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。
（四）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
二、原理框图1、篮球24S计时器的构成十位显示个位显示译码驱动译码驱动控制电路计数器计数器秒脉冲发生器报警电路经过对电路功能的分析，整个24秒倒计时电路可由秒脉冲信号发生器、计数器、译码器、控制电路、报警电路组成。
2、信号发生器脉冲的发生由时钟信号源提供U8A74LS08DJ1Key = BV110 Hz5 V17VDD 01093、 计数器计数器由两片74LSl92同步十进制可逆计数器构成。
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：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。
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。
（二 〇 一 四 年 6 月专题设计实验报告学校代码： 10128 组 别：题 目:篮球比赛24s 计时器逻辑电路设计与实验学生姓名：张文波 专 业：电子12-2 指导教师：房建东一、 设计任务设计一个24s 计时器，要求：具有24秒计时功能，并且能够实时显示计数结果；可直接控制清零、启动、暂停、连续工作；可执行加减计时，计时间隔为1s 。
计时时间到，发出光电报警信号。
二、 设计方案及论证译码显示电路由74LS48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和鸣蜂器代替。
24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。
选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。
三、 电路组成及参数计算（1）74LS48 （2）555定时器输出波形的振荡周期可用过渡过程公式计算：:1tw ()VV u CCC 30=、()Vu CCC=∞、()C t R R ba+=1当1tw t =时， 把()312Vu CCCtw =代入三要素方程。
于是可解出:()R R b a tw +=7.01:2tw ()VV u CC C 302=、()V u C0=∞ 、RBC t =1当2tw t =时，()32Vu CCCtw =代入公式,于是可解出：C tw R b 7.02=振荡周期 ()()s C tw tw T R R ba127.021=+=+=T于是为了产生周期为1秒的脉冲，可以使Ω=k Ra 20、Ω=k Rb 62、F C μ10=（3） 74LS192四、设计所需仪器设备及元器件清单序号 器 材 名 称型 号 单 位 数 量 备 注 1 电源 VCC V 1 无 2 开关 DIPSW16 无 3 与非门 74HCOOD3 无4 定时器 LM555CN1 无 5 电阻 20 无 6 电容2 无 7 74LS48N2 无74LS192N2无五、测试用表格及测试结果5.1 仿真测试结果1、仿真电路图（1）暂停功能见图一图一（2）倒计时功能见图二图二（3）停止控制电路、警报提示装置见图三图三（4）电路原理图见图四图四2．仿真内容及步骤（1）将各部分接在一起，构成完整的电路；（2）仿真内容如下：（3）J1：手动复位按钮。
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)附录1 篮球竞赛24秒计时器总电路原理图 (23)附录2 元器件清单 (24)第1章电路方案的选择及电路框图设计方案方案一：采用计数器74LS192作为核心部分。
同时选择74LS48作为BCD码译码器来对7段数码显示管进行译码驱动，两个七段数码显示管进行显示。
采用555计时器制成的多谐振荡器，进行秒脉冲的输入。
因为我们需要对其进行暂停、清零、报警等控制，所以我们使用了两个开关来控制计数器的各功能的实现，从而实现各种功能。
方案二：采用单片机AT89S51作为核心部分，编写程序。
用74LS48和7段数码显示管组成显示电路。
采用三个开关控制启动、暂停、清零、报警从而实现各种功能。
在两个方案中，单片机价格比较贵，编写程序繁琐，原理说明性不够强，在考虑到用低成本都能完成同样的效果的前提下以及此次做的是数字电子技术课程设计，因紧贴数字电子技术的相关知识，所以在本次设计采用方案一。
电路框图24秒倒计时计时器的方案框图如图1-1所示。
它是由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和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24秒计时功能，控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数功能，译码显示电路完成数字显示功能，报警电路产生光电报警功能。
秒脉冲发生器产生时钟脉冲信号，这个信号作为电路的定时标准，其电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡其构成。
图1-1 24秒计时器系统设计框图控制电路手动置数计数器，译码显示电路出现显示，秒脉冲发生器产生秒脉冲刺激计数器递减，随之译码显示电路递减。
暂停/连续时，控制电路控制秒脉冲发生器暂停/连续秒第2章设计思路及其工作原理的介绍设计思路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。
篮球竞赛记时系统的主要功能包括：进攻方24秒倒计时和计时结束警报提示。
攻方24秒倒计时，当比赛准备开始时，屏幕上显示24秒字样，当比赛开始后，倒计时从24逐秒倒数到00。
这一模块主要是利用双向计数器74LS192来实现；警报提示：当计数器计时到零时，给出提示音。
这部分电路主要通过移位寄存器和一些门电路来实现。
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、报警为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。
基本原理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。
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。
译码显示电路由74LS48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和鸣蜂器代替。
主体电路： 24秒倒计时。
24秒计数芯片的置数端清零端共用一个开关，比赛开始后，24秒的置数端无效，24秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。
选取“00”这个状态，通过组合逻辑电路给出截断信号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。
第3章单元电路的设计24进制计数器的设计计数器选用集成电路74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加法计数器，它采用8421码十进制编码，并具有直接清零、置数、加减计数功能。
图3-1是74LS192引脚排列。
图中CU、CD分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端（上升沿有效）。
PL是异步并行置数控制端（低电平有效），TCU 和TCD是进位、借位输出端（低电平有效），MR是异步清零端，P3-P0是并行数据输入端，Q3-Q0是输出端。
图3-1 74LS192的引脚排列74LS192的功能表见表3-1所示。
表 3-1 74LS192功能表输入输出MR CU CD P0P1P2P3Q0Q1Q2Q31×××××××000000××a b c d a b c d01↑1××××加计数当PL=1，MR=0时，若时钟脉冲加到端CU ，且CD =1则计数器在预置数的基础上完成加计数功能，当加计数到9时，TC U 端发出进位下跳变脉冲；若时钟脉冲加到CD 端，且CU=1，则计数器在预置数的基础上完成减计数功能，当减计数到0时，TC D 端发出借位下跳变脉冲。
由74LS192构成的二十四进制递减计数器如下图3-2所示。
图3-2 8421BCD 二十四递减计数器其预置数为N=（00100100）= (24)10。
在CD 端的输入时钟脉冲作用下，开始递减。
只有当低位 TC D 端发出借位脉冲时 , 高位计数器才作减计数。
当高、低位计数器处于全零 , 完成一个计数周期，然后手动置数PL=0, 计数器完成置数 ,再次进入下一循环减计数。
数码显示电路的设计0 1 1 ↓ × × × × 减计数根据设计的要求采用74LS48译码器来驱动共阴极数码显示管。
74LS48芯片是一种常用的七段数码管驱动器，常用在各种数字电路和系统的显示系统中。
74LS48和共阴极七段LED显示器如图3-3连接。
这样连接74LS48可直接驱动共阴极LED数码管而不需像CC4511外接限流电阻。
图3-3 显示电路74LS48输入信号为BCD码，输出端为a、b、c、d、e、f、g共7线，另有3条控制线。
LT——为测试端，低电平有效，当LT——=0时，无论输入端A、B、C、D为何值，a～g输出全为高电平，使7段显示器件显示“8”字型，此功能用于测试器件。
RBI———为灭零输入端,低电平有效。
在LT——=1，RBI———=0，且译码输入为0时，该位输出不显示，即0字被熄灭。
但当译码输入不全为0时，仍能正常译码输出，使显示器正常显示。
BI\RBI是一个特殊的端口，有时作用于输入，有时作用于输出，在这里不多做介绍。
74LS48功能表见表3-2。
输入输出字形数字LT——RBI——— A B C D BI/RBO a b c d e f g 0123451111111XXXXX0 0 0 01 0 0 00 1 0 01 1 0 00 0 1 01 0 1 01111111 1 1 1 1 1 01 1 0 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 112345表3-2 74LS48的功能表七短数码管的引脚图如图3-4所示，在使用时要注意是共阳还是共阴，其中3脚和8脚相连为公共端，因为此次设计是使用的共阴极数码管，所以在电路中接地，6脚为小数点引脚，在设计中没要求不需要对其处理。
图3-4 七短数码显示管的引脚图秒脉冲的设计根据设计要求，电路需要产生间隔为一秒的时间脉冲，完成正确的计数功能。
所以选择NE555定时器来设计此电路。
从而产生标准的秒脉冲。
NE555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。
只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。
它在波形的产生与67891111XXXX0 1 1 01 1 1 00 0 0 11 0 0 111111 0 1 1 1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 16789消隐脉冲消隐灯测试X1XXXXXX0 0 0 0XXXX10 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 18变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。
