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篮球比赛24秒倒计时论文I电子线路设计报告题 目: 篮球比赛24秒倒计时 院 （系）： 机械与电子工程学院 班 级： 09应用电子技术2班 学生姓名：杨海斌 何鹰飞 冯国洪 时 间： 2011-4-4篮球比赛24秒倒计时论文摘要本电路主要有五个模块构成：秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、控制电路和报警电路，主要采用555 作为振荡电路, 由74LS192、74LS48、74LS90 和七段共阴LED 数码管构成计时电路, 具有计时器直控制电路直接控制计数器启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示等功能。
当控制电路的置数开关闭合时，在数码管上显示数字24，每当一个秒脉信号输入到计数器时，数码管上的数字就会自动减1，当计时器递减到零时，报警电路发出光电报警与蜂鸣信号。
关键词：计数器；24秒倒计；译码显示电路；控制电路；光电报警电路AbstractThe circuit has five main modules: pulse generator, counters, display decoder circuit, control circuit and alarm circuit is mainly used as an oscillator circuit 555 by the 74LS192, 74LS48，74LS90and a total of Seven-Segment LED digital tube Yam constitute a time circuit, Direct control circuit has a timer counter to start counting direct control, pause / row count, the display of display circuit decoding functions. When the control circuit to open the closure of the home several time, digital tube display in figure 24, every time 1 seconds pulse signal input to the counter, the digital tube will automatically reduce the number of 1, decreasing to zero when the timer and alarm circuit issued photoelectric alarm signal and the buzz.Key words: counter; 24 seconds counter; decoding display circuit; control circuit; alarm circuII篮球比赛24秒倒计时论文目录前言 (1)1、总体设计要求、思路、基本原理和框图 (2)1．1设计要求 (2)1. 2设计思路 (2)1. 3基本原理 (3)1. 4总体设计框图 (3)1.5设计方案 (4)1.5.1方案的比较 (4)2、单元电路设计与论证、理论分析与计算（各单元电路图） (5)2 .1主要芯片的用法和功能 (5)2.1.1 555定时器 (5)2.1.2 芯片74LS192 (6)2.1.3 芯片74LS90 (8)2.1.4 芯片74LS48 (9)2 .2单元模块 (11)2 .2 .1 信号发生电路 (11)2 .2 .2 倒计时电路 (11)2 .2 .3停止控制电路 (13)2 .2 .4 警报提示装置 (13)3.总设计（总电路图） (14)4、电路仿真、安装、及测试方法与仪器 (15)4.1 电路仿真 (15)4.2 电路安装 (16)4.3 电路的测试方法 (16)4.3.1数字电路逻辑电平的测量 (16)4.3.2测量电路重要波形 (16)4.3.3整机性能测试 (17)5、电路改进 (17)6、总结 (18)8、元件清单 (18)参考文献 (19)I篮球比赛24秒倒计时论文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。
24秒计时器设计报告概述本文将介绍一个基于硬件电路的24秒计时器的设计过程。
该计时器可用于篮球比赛等需要精确计时的场合。
我们将逐步讨论设计思路和实施步骤。
设计思路我们的目标是设计一个简单而可靠的24秒计时器。
基于硬件电路的设计通常比软件实现更加稳定和精确。
我们将采用数字集成电路和准确的时钟源来实现计时功能。
步骤一：选择计时器芯片首先，我们需要选择一个合适的计时器芯片。
为了满足精确计时的要求，我们选择了XX型号的计时器芯片。
该芯片具有高精度的时钟源和适配器接口。
步骤二：设计电路原理图在这一步中，我们将根据计时器芯片的规格书设计电路原理图。
根据芯片的引脚定义，我们将确定输入按钮、显示器和报警器的连接方式。
同时，我们需要为芯片提供稳定的电源电压。
步骤三：制作电路板基于电路原理图，我们将制作一个电路板来实现计时器的电路部分。
我们可以使用PCB设计软件来绘制电路板图纸。
然后，我们可以通过特殊的设备将电路图纸转换为实际的电路板。
步骤四：组装计时器外壳当电路板制作完成后，我们将把它安装在一个适当的外壳内。
外壳可以保护电路板免受损坏，并提供按钮和显示器的合适位置。
步骤五：测试和调试在计时器完成组装后，我们将进行测试和调试。
我们将检查所有的功能是否正常工作，包括按钮操作、计时显示和报警器响铃。
如果发现问题，我们将修改电路或芯片的设置。
结论通过以上步骤，我们成功地设计和制作了一个24秒计时器。
这个计时器具有高精度、可靠性和易操作性的优点。
通过硬件电路的实现，我们可以确保计时的准确性，从而满足各种场合的计时需求。
注意：本文中的计时器设计仅为示例，实际设计可能需要根据具体要求进行调整和改进。
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 。
数字电子技术设计性实验方案设计题目：24秒倒计时器分院物理与电子工程学院专业物理学班级2010级物本（1）班学号2010405270姓名龙大洪2013年6月23日目录0 设计要求 (1)1 设计思路 (1)1.1 设计方框图 (1)1.2 元件选用 (2)2 电路及工作原理 (2)2.1 电路图 (2)2.2 工作原理 (3)2.2.1 预置数据 (3)2.2.2个位减计数 (3)2.2.3十位减计数 (3)2.2.4脉冲封锁电路 (3)0 设计要求一、计数开始时数码显示为24二、计时开始后数码显示由24递减三、计时到00时停止计时四、秒脉冲可直接用实验箱1HZ信号1 设计思路1.1 设计方框图十位减计数个位减计数1HZ减计数脉冲借位脉十位数码管个位数码管预置数预置数输入预置数封锁脉冲电路与非预置数减计数1.2 元件选用减计数器使用74LS192十进制可逆计数器；数码管选用实验箱带有CD4511的数码管；秒脉冲可直接用实验箱的1HZ时钟信号；与非门选用74LS00。
2 电路及工作原理2.1 电路图2.2 工作原理2.2.1 预置数据十位:D3D2D1D0=0010 数码管显示的十位是2个位D3D2D1D0=0100 数码管显示的个位是42.2.2个位减计数个位器件74LS192如下接：CR=0，LD=1，CPu=1，CPd接脉冲。
个位数字由9减到0循环2.2.3十位减计数十位器件74LS192如下接:CR=0,LD=1,CPu=1,CPd接个位BO借位端。
十位数字由2减到0。
（注：当个位十位为00时由脉冲封锁，不在进行减计数。
）2.2.4脉冲封锁电路本电路封锁脉冲直接由两个与非门构成接CPd 个位1HZ脉冲VCC5VU6A74LS00DU7A74LS00DVCC2143接BO十位当十位个位为00时，由十位BO端输出为低电平，再与1HZ脉冲经过如上电路，使得CPd（个位）输入为零。
脉冲不在起作用，显示00不在自动进行减计数，直到重新置数。
篮球二十四秒计时器基本组成及工作原理一 电路组成框图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 电路五部分组成图2-1 计时器方框图二 单元电路部分1.译码显示电路图2-2译码显示原理图2 计数、控制及报警电路74LS192功能表：秒脉冲发生器 计数器 译码显示 控制电路报警电路 外部操作开关结合功能表，书上总电路图的工作原理：开关S1作用：启动开关；开关S2作用：手动复位开关；开关S3作用：暂停/继续开关；（1）断开S1和S3，闭合S2 ，由于S2＝＝0，进行置数，计数器输出0010，0100，即显示器显示24秒字样，然后断开S2，＝＝1，基本RS触发器保持，即触发器输出端Q==0,仍于置数状态。
（2）断开S2，闭合S3后，再闭合S1，由于＝1，＝0，基本RS触发器进行置1功能，即触发器输出端Q==1,脱离了置数状态满足了从24开始的减计数状态，此时若断开S1，又使基本RS触发器的＝＝1，基本RS触发器保持功能，即触发器输出端Q==1，计数器继续减计数。
计数器直至减计数至0000，0000时，或非门输出为高电平，使LED发光，蜂鸣器发声进行报警。
若再来一个脉冲，计数器个位从0000回到1001，同时借位端产生一个上升沿信号给十位192，使十位的192输出从0000也回到1001，这时基本RS触发器的＝0，＝1，此时的功能是置0功能，即触发器输出端Q==0，进行置数，计数器输出0010，0100，即显示器显示24秒字样，并保持。
在这个减计数过程中，个位192计到0000时，借位端＝0，当再来一个计数脉冲，个位192输出是1001，借位端＝1，产生了一个上升沿信号给十,十位进行一次减计数。
位的CPD（3）开关S3作用：暂停/继续开关。
当在减计数过程中，断开S3，则计数器暂停在某个计数值上，闭合后，计数器在这个数字基础上继续进行减计数。
三总体电路图如图所示：图2-7总体电路图。
24秒倒计时器的设计和制作一、计时器概述1、计时器的特点及应用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。
2、设计任务及要求1、用小规模集成电路设计24秒倒计时电路；2、用555定时器产生1Hz的标准脉冲信号；3、当计时器显示00，同时报警；4、计时器应具有清零、启动、暂停/继续计时等控制功能。
二、电路设计原理及单元模块1、设计原理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。
图1—方案框图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。
2、设计方案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。
3、单元模块3.1各个元器件功能3.1.1、555定时器555 定时器的内部电路框图如图3-1-1所示。
图3-1-1 555内部电路框它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。
篮球比赛24秒倒计时论文电子线路设计报告题目: 篮球比赛24秒倒计时院（系）：机械与电子工程学院班级： 09应用电子技术2班学生姓名：时间：I篮球比赛24秒倒计时论文摘要本电路主要有五个模块构成：秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、控制电路和报警电路，主要采用555 作为振荡电路, 由74LS192、74LS48、74LS90 和七段共阴LED 数码管构成计时电路, 具有计时器直控制电路直接控制计数器启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示等功能。
当控制电路的置数开关闭合时，在数码管上显示数字24，每当一个秒脉信号输入到计数器时，数码管上的数字就会自动减1，当计时器递减到零时，报警电路发出光电报警与蜂鸣信号。
关键词：计数器；24秒倒计；译码显示电路；控制电路；光电报警电路AbstractThe circuit has five main modules: pulse generator, counters, display decoder circuit, control circuit and alarm circuit is mainly used as an oscillator circuit 555 by the 74LS192, 74LS48，74LS90and a total of Seven-Segment LED digital tube Yam constitute a time circuit, Direct control circuit has a timer counter to start counting direct control, pause / row count, the display of display circuit decoding functions. When the control circuit to open the closure of the home several time, digital tube display in figure 24, every time 1 seconds pulse signal input to the counter, the digital tube will automatically reduce the number of 1, decreasing to zero when the timer and alarm circuit issued photoelectric alarm signal and the buzz.Key words: counter; 24 seconds counter; decoding display circuit; control circuit; alarm circuII篮球比赛24秒倒计时论文目录前言 (1)1、总体设计要求、思路、基本原理和框图 (2)1．1设计要求 (2)1. 2设计思路 (2)1. 3基本原理 (3)1. 4总体设计框图 (3)1.5设计方案 (4)1.5.1方案的比较 (4)2、单元电路设计与论证、理论分析与计算（各单元电路图） (5)2 .1主要芯片的用法和功能 (5)2.1.1 555定时器 (5)2.1.2 芯片74LS192 (6)2.1.3 芯片74LS90 (8)2.1.4 芯片74LS48 (9)2 .2单元模块 (11)2 .2 .1 信号发生电路 (11)2 .2 .2 倒计时电路 (12)2 .2 .3停止控制电路 (14)2 .2 .4 警报提示装置 (14)3.总设计（总电路图） (15)4、电路仿真、安装、及测试方法与仪器 (16)4.1 电路仿真 (16)4.2 电路安装 (17)4.3 电路的测试方法 (17)4.3.1数字电路逻辑电平的测量 (17)4.3.2测量电路重要波形 (17)4.3.3整机性能测试 (18)5、电路改进 (18)6、总结 (19)8、元件清单 (19)参考文献 (20)I篮球比赛24秒倒计时论文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。
24秒倒计时器的设计与仿真分析篮球比赛1．电路设计分析为了加快比赛篮球比赛中除了有总时间倒计时外，计时器在许多领域均有普遍的应用，秒内有一次投篮动作，否则视为违例。
节奏，新的规则还要求进攻方在24秒倒计时器”从数字电路角度讨论，实际上就是一个二十24本设计题目的“篮球比赛四进制递减的计数器。
电路设计技术指标⑴①能完成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、声光报警等功能。
⑵方案论证秒倒计时电路可由秒脉冲信号发生器、计数器、译码经过对电路功能的分析，整个24 器、显示电路、报警电路和辅助控制电路组成，如图4 - 38所示。
方案实现(3) ①秒脉冲发生器。
、C构成多谐振荡器。
秒脉冲产生电路由555定时器和外接元件R1、R21f?。
，即Hz1经过计算得到输出脉冲的频率为秒(1 s)所示。
4 - 24本例中的秒脉冲发生器采用应用电路二中的秒脉冲发生器电路即可，如图因为技术指标是一样的，不用再重新设计。
②计数器。
同步十进制可计数器由两片74LSl92 逆计数器构成。
功能简介如下：具有清除和74LSl92其引脚排列及逻辑符号如图置数等功能，PL为加其中为置数端，CP4 - 39所示。
U TC 为非同步CP为减计数端，计数端，D U TC为非同步借位输出端，进位输出端，D为MRP3为计数器输入端，P2P0、P1、、Q3为数据输出端。
、、、清除端，Q0Q1Q24/ 1所示。
74LSl92的图形符号如图4 - 40仿真软件Multisim 10中为加计UP为置数控制端，CLR 为清零端，C、D为置数输入端，～LOAD其中A、B、～为非同步进位输出端，～CO、QC、QD为数据输出端，数端，DOWN为减计数端，QA、QB 为非同步借位输出端。
BO本例为利用减计数端输入秒脉冲信号，进行减法计数，也就是倒计时。
这时计数器按端连接，实现DOWN74LSl92的842l码递减进行减计数。
利用借位输出端～BO与下一级计数器之间的级联。
河南理工大学万方科技学院《数字电子技术基础》课程设计电气与自动化工程系电气工程及其自动化10届电气3班1016301013张克科李宝平2012.6.18—2012.6.2424秒计数器概述1.1篮球竞赛24秒计时器功能数字电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，在生活中有着各种各样的应用。
因此课程设计是数字电子技术学习中非常重要的一个环节，它将学生的理论知识和实践能力统一起来，为以后的工作做好准备。
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，有显示24秒倒计时的功能，同时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。
而在直接清零时，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。
1.2设计任务及要求1.2.1 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）在直接清零时，要求数码显示器灭灯。
（4）计时器为24秒递减计时器，其计时间隔为1秒。
（5）递减计时到零时，显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。
（6）秒脉冲由555多谐振荡器给出。
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电路设计原理与单元模块2.1设计原理24秒计时器的总体参考方案框图如图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。
篮球比赛24秒计时器设计
一、各部件说明：
1、开关KA：清零功能。
当开关KA置高电平时，不管计数器处于什么状态，直接清零。
2、开关KB：置数功能。
清零开关KA置低电平情况下，当KB处于低电平时，计数器置数，数码管显示“24”，处于等待状态。
3、开关KC：暂停/继续计数功能。
计数器开始递减计数过程中，当开关KC处于低电平时，数码管保持当前状态；当开关置为高电平时，计数器继续递减计数。
4、LED-D1：发光二极管。
当计数器递减为零的同时，D1发光。
5、SPEAKER-LS1：声音报警器。
当计数器递减为零的同时，LS1配合Ｄ1完成声光报警功能。
二、操作说明：
1、开始时，开关KA、KB均置低电平，KA置为高电平。
开关KA为高电平，完成清零操作，再置为低电平。
此时数码管显示“24”，预示比赛即将开始。
2、计数器开始递减计数过程中，若有球员犯规需暂停计时，则开关KC置为低电平；继续比赛，则置为高电平。
３、若球员在24s内完成进攻，则将KC置为低电平，即本次进攻结束，准备下次进攻。
开关KC重新置为高电平时，预示下次进攻开始。
４、若球员在24s内无法完成进攻，则计数器递减为零时，声光报警器工作，表明进攻违例。
24秒倒计时器的设计和制作一、计时器概述1、计时器的特点及应用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。
2、设计任务及要求1、用小规模集成电路设计24秒倒计时电路；2、用555定时器产生1Hz的标准脉冲信号；3、当计时器显示00，同时报警；4、计时器应具有清零、启动、暂停/继续计时等控制功能。
二、电路设计原理及单元模块1、设计原理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。
图1—方案框图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。
2、设计方案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。
3、单元模块3.1各个元器件功能3.1.1、555定时器555 定时器的内部电路框图如图3-1-1所示。
图3-1-1 555内部电路框它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。
课程设计应达到的目的：1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握数字电路系统设计的基本方法、设计步骤，进一步熟悉和掌握常用数字电路元器件的应用。
2、学习和练习在面包板上接线的方法、技术、注意事项。
3、学习数字电路实物制作、调试、测试、故障查找和排除的方法、技巧。
4、培养细致、认真做实验的习惯。
5、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。
课程设计报告要求课题一、篮球竞赛24秒计时器设计一、设计要求二、总体参考方案三、单元电路设计１.秒脉冲发生器２.计数器３.译码显示模块４.报警电路５.控制电路四、附图说明各部分功能的实现１.开始状态２.启动、置数。
３.保持４.灭显示器５.报警五、整体电路图六、实验室调试1.元件清单2.调试过程3.调试结果(附照片)4.设计及调试心得体会七、文献参考一、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，蜂鸣器要报警、发光二极管亮灯。
二、总体参考方案篮球竞赛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,可以方便的实现断点计时功能,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24秒计时器的总体参考图如上图所示，它包括秒脉冲发生器、计数器译码显示、控制电路和报警电路五部分组成。
其中计数器和控制电路是电路的主要部分。
计数器完成24秒计时功能。
而控制电路完成电路的直接清零、启动计数、暂时/连续计数；译码显示电路的显示与亮灯和到时间启动报警功能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但是此设计对信号要求并不太高，故可采用555集成电路组成的多谐振荡器。
篮球24秒计时器1设计内容及要求1.1具备显示24秒计时功能1.2计时器为递减工作，间隔为1S1.3递减到0时发声光报警信号1.4设置外部开关，控制计时器的清0，启动及暂停2方案选择和电路工作原理2.1分析要求，画原理框图24秒计时器的总体方框图如图2.1所示。
它包括秒脉冲发生器，计数器，译码显示电路，报警电路和控制电路等五个部分组成。
其中计数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清零，启动，暂停等功图2.1原理框图能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，电路采用555集成电路组成的多谐振荡器构成译码显示电路用74LS48和共阴极七段LED显示器组成。
报警电路用发光二极管和蜂鸣器组成。
图2.2.1方案一电路图2.2方案选择2.2.1方案一电路如图2.2.1，该方案的计数部分是由具有十进制加计数功能的74LS90芯片和具有十六进制加计数功能的74LS161芯片等组成的减计数电路。
接通电源后，打开555多谐振荡电路发出秒脉冲。
将S2拨向连续，当S1置于“置数”位置时74LS90立刻置9，此时十位显示器显示数字2，而当脉冲上升沿输入74LS161时，该芯片第一次置数“11”，由于反向器作用，显示器显示”4”。
将S1拨向“计时”，电路开始倒计时。
当个位显示9后，LD的输入变为高电平，使161自动第二次置数15，个位显示0，同时74LS90计数加一，十位显示减一。
十位上的译码器的接线，使其只能在0，1，2之间循环。
当显示变为00时，自动停止计数，同时发出声光报警信号。
S2拨向“暂停”时，能实现即时暂停。
接通电源时，需注意将J1拨向置数位置，否则低位将会从F开始递减。
2.2.2方案二电路如图2.2.2，该方案计数部分有两片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况下，计数器再进行下一次减计数。
NBA比赛24/14秒计时器一、设计任务设计一24秒倒计时器，其功能和要求：（1）、准确计时，以数字形式显示秒，毫秒的时间。
（2）、能够从24秒或14秒开始进行倒计时。
（3）、具有暂停，重置数，报警功能。
（4）、能够实现回表功能。
（5）、精确到毫秒。
二、设计提示及参考电路24秒倒计时器系统组成框图如图所示。
主体电路由基准频率源、计数器、译码显示驱动器、数字显示器和控制电路等六部分组成。
其中：（1）基准频率源是数字电子钟的核心，它产生一个矩形波时间基准源信号，其稳定性和频率精确度决定了计时的准确度，振荡频率愈高，计时精度也就愈高，通过该模块得到1S （即频率为1Hz ）的标准秒脉冲。
（3）译码器采用BCD 码-七段显示译码驱动器。
显示器采用LED 七段数码管。
（4）控制电路可采用按键及门电路组成。
系统工作原理：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/连续和回表功能、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24.0或14.0s 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74LS190的借位端连接时，计数器正常计数。
且当计数器递减计数到零时（即定时时间到），控制电路发出报警信号。
1、振荡器的设计集成555定时器与R 、C 组成的多谐振荡器。
24秒倒计时器课程设计报告(共10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--物理与信息技术学院课程设计报告学生姓名：学号： 21 指导教师：赵飞燕课程设计时间： 2013年 6月 28日— 2013年 7月 3日课程设计标题篮球比赛24秒倒计时器一、课程设计目的1、在本次设计中，主要对74LS00、74LS192、555等芯片加深了解，和巩固了对它们的使用，以及对于数字电路的综合运用有更深一步的理解，为以后的电路分析和设计奠定一定的基础。
2、提高实践动手能力。
大学中许多的时间都是在学习理论知识，很少参与到实践中去，课程设计给我们提供了一个宝贵的机会，理论用于实践，从设计、仿真、调试，每一步的进行，都会带来受益非浅的实际操作训练，许多的实践经验是我们在课本上学不到的，必须经过这样严格的自己动手，才会从中体会出设计成果的喜悦。
理论知识总是要用于实践中才得以升华，我们应该更多的参与实践，以增强我们对电子专业的兴趣。
同时，从开发设计一些小规模产品去体会学习开发设计电子产品的设计思路，为以后的工作打下基础。
二、课程设计任务设计一个篮球比赛24秒倒计时器的电路，此电路能完成数次篮球进攻的24秒倒计时功能，当计时结束后自动恢复为24秒计时的初始状态。
另外，此倒计时器能够手动复位，即当运动员投篮不进或者进球后进行手动复位，使比赛时间重新回到24秒继续进行计时；在比赛开始时可启动计数，当有运动员犯规或者叫暂停等原因时可手动暂停比赛时间，结束暂停后能继续从暂停时刻的显示时间计数；当有运动员持球过多或其他原因，在24秒结束后仍没有投篮，即计数器计到00时刻灯会被点亮，以提醒运动员及裁判24秒违例，从而实现报警等功能。
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、暂停并继续计数、光报警等功能。
3、能显示任意时刻的剩余时间。
三、篮球比赛24秒倒计时器的设计与实现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、显示电路、报警电路和辅助控制电路组成。
1 计数器概述1.1篮球竞赛24秒计时器功能数字电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用，在生活中有着各种各样的应用。
因此课程设计是数字电子技术学习中非常重要的一个环节，它将学生的理论知识和实践能力统一起来，为以后的工作做好准备。
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，有显示24秒倒计时的功能，同时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。
而在直接清零时，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。
1.2设计任务及要求1.2.1 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）在直接清零时，要求数码显示器灭灯。
（4）计时器为24秒递减计时器，其计时间隔为1秒。
（5）递减计时到零时，显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。
（6）秒脉冲由555多谐振荡器给出。
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1.2.3 主要参考器件555 晶体定时器74 LS74双D触发器74LS47译码器74192双时钟十进制计数器2 电路设计原理与单元模块2.1设计原理24秒计时器的总体参考方案框图如图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、定时时间到启动报警等功能。
24秒计时器设计篮球比赛24秒计时器采用倒计时的方式，以AT89C51芯片为核心，主要由按键控制部分、显示部分和报警部分组成，具有启动计时、暂停、继续、复位和到零报警等基本功能。
硬件电路设计和软件编程设计完成之后，利用Keil u Vision4软件生成HEX文件，将HEX文件导入Proteus软件下设计出的仿真电路中，检查设计要求的各项基本功能是否满足设计要求。
通过不断的对软件和硬件进行调试和改进，最终完成了二者的良好适配。
本设计采用模块化设计，思路明确，易于编程和调试。
关键词：单片机；计时器；篮球赛第一章设计要求及方案论证1.1 设计目的及要求1.1.1 设计目的通过本次利用51单片机设计篮球比赛24秒计时器，大致掌握单片机开发设计的基本过程，了解和熟悉单片机与外围接口电路的综合应用，加深对单片机的理解，体会单片机在我们生产生活中的重要意义。
其次，通过本计时器的设计，学习利用C语言进行单片机编程，梳理学习的C语言知识，提升编程能力，对以后的工作和学习可以起到奠定基础的作用。
1.1.2 功能要求(1)能够进行比赛的24秒倒计时，并具有启动、暂停、继续和复位等基础功能；(2)能够通过LED数码管将倒计时显示出来，便于观看；(3)当24秒倒计时结束时，能够发出报警信号。
1.2 方案论证1.2.11.2.3 系统结构图以下是本计时器的系统结构图，以51单片机为控制芯片，主要包括晶振电路、计时器复位、按键控制、计时显示和报警信号等组成部分。
图1 系统结构图第三章硬件电路设计3.1 各部分电路设计本计时器功能要求主要是24秒倒计时，实现启动、暂停、继续和复位等操作，同时将计时显示出来。
当计时倒为零时发出报警信号。
基于这些要求，设计出本计时器的各电路模块如下所述：3.1.1 晶振电路图3.1 晶振电路示意图单片机电路是由许多的门电路组成，由于门电路工作时需要时钟信号作为触发信号，所以单片机工作必不可少的便是晶振电路，即晶振电路为单片机正常工作提供时钟信号流。
因而在同样电路的情况下，脉冲频率越高，单片机性也越高。
本计时器中我们使用12MHz的晶振，其原因是51单片机内部时钟频率是外部时钟的12分频，即12MHz晶振分频后就是12MHz/12=1MHz，一个指令周期为1/1M=1us，这样为我们获得一秒的延时提供了便利。
在本电路中，电容起到了很重要的作用。
振荡回路交联电容，若没有这两个电容，振荡电路会因没有回路停振，电路无法正常工作。
3.1.2 复位电路图3.2 复位电路示意图本计时器使用低电平触发复位。
由于电容对直流而言容抗较大，当KEY未按下时，通过电容和电阻分压是的RST端为高电平；当KEY键按下时，通过电阻分压RST端为低电平，从而实现复位。
3.1.3 独立按键电路图3.3 独立按键电路示意图独立按键部分采用低电平触发，当按键按下时，p口电位被拉低，相应的操作被触发。
在连接按键时可选接上拉电阻，但是若要加则电阻不能太小，防止灌电流过大。
51单片机I/O口军事开漏输出，P1-P4都内置弱上拉电阻（为了输出时能拉高输出电平），P0口没有内置上拉，故用作普通I/O口时必须外接若上拉电阻。
3.1.4 显示电路图3.4 显示电路示意图显示电路主要由二位八段数码管组成，其中a、b、c、d、e、f、g引脚控制数码管的七个LED段，dp控制小数点（本设计未用到，可始终置高电平或者不接线），1、2两引脚进行显示片选。
电路中个电阻的作用如下所述：上拉电阻R1-R8：单片机P0口内无上拉电阻，用做普通接口时需外接上拉电阻。
电阻R9、R10：保护三极管。
电阻R11、R12：当三极管不导通时，由下拉电阻将数码管公共端拉成低电平。
3.1.5 报警电路(蜂鸣器及LED灯)图3.5 报警电路蜂鸣器电路示意图图3.6 报警电路LED电路示意图当计时器从24秒减到零时，蜂鸣器BZ端由高电平变为低电平，蜂鸣器发出响声；LED负极电平由高变低，发光二级管导通开始发光。
经过1秒之后，蜂鸣器停响，LED灯熄灭。
3.2 电路设计仿真图图3.7 仿真电路图如上图所示为本计时器的硬件电路仿真图。
其中P1口接按键电路，P2口接显示模块的片选位和报警电路部分，P3口空闲，均未添加上拉电阻。
P0口接八段数码管的数码管脚，前文提到的，P0口未内置电阻，用作普通接口时需接上拉电阻。
晶体振荡器由12MHz的晶振构成。
独立按键部分设置启动、暂停和继续三个键位，分别起到三个不同的作用。
在后续程序及仿照时便会体现出来。
第四章编程及仿真分析4.1 程序流程图图4.1 程序流程图程序流程图如上所示。
由图我们可以看出，最主要的部分在于按键的操作，即对于按键的检测是最关键的，不同的按键操作之后对应不同的系统处理，比如当计时暂停状态下，当我们直接按下复位键时，直接回到复位状态，此时不同考虑继续计时的情况。
需要指出的一点是，在此程序流程图中，为了简易流程图结构，我们将暂停状态下的“继续”计时操作统一到“开始计时”当中，但在实际操作的过程中，二者的区别也仅在于是否是从原值24的基础上开始倒计时。
4.2 各程序模块设计4.2.1 延时程序中的延时函数如下所示：void delay(unsigned int tms){unsigned int i , j;for(i = 0; i < tms; i++);for(j = 0; j < 120; j++);}函数的作用是利用双层循环生成一个t毫秒的延时。
此函数主要用于数码管的显示和警报的持续时间。
如若没有延时函数，计数器则无法正常运行，具体表现在无法显示和发出报警信号。
因此，延时是必不可少的。
4.2.2 LED显示程序中的显示函数如下所示：void Led(){S1=0;P0=dis_code[time/10];delay(20);S1=1;P0=0xff;delay(20);S2=0;P0=dis_code[time%10];delay(20);S2=1;P0=0xff;delay(20);}显示程序中主要分为两段，第一段将显示代码发送到P0口，显示计时器的十位数字；第二段将显示代码同样发送到P0口，但其显示的是计时器的个位数字。
由此函数我们可以看到delay延时的作用，其主要原因是数码管是不断地按照单片机脉冲接受显示的编码，因为其频率非常高，因此必须要添加延时使之可以显示出来，否则我们观察不到计时显示。
4.2.3 计时器配置和中断程序中关于计时器的初始化和中断设置的函数如下：void init()//计时器配置函数{TMOD=0x01;TH0=0x3c;TL0=0xb0;EA=1;ET0=1;TR0=0;}void time0(void) interrupt 1//定时器中断函数{TH0=0x3c;TL0=0xb0;count++;if(count==20){count=0;if(time>0)time--;if(Q==1){time=24;TR0=0;BEEP=1;ledd=1;Q=0;}if(time==0){BEEP=0;ledd=0;Q=1;}}}计时器配置函数如上第一段所示，T0工作在方式1，计时器预设初始值，产生50ms中断，开启总中断，开启计时器0中断，紧接着便开始计时。
上面第二段函数则为中断，函数中count从0自加到20，由此我们可以计算得出产生了20×50ms=1000ms=1s的延时。
每次1秒计时结束后count重新回归于0，然后依情况采取不同的操作处理。
4.3 仿真及结果分析4.3.1 Keil软件应用Keil 软件是美国Keil Software公司出品的单片机软件开发系统。
利用Keil 软件我们可以直接编写、调试、编译单片机开发程序，并且利用其强大的功能生成Hex文件，然后将Hex文件拷贝入芯片中，便可实现单片机的软件设计。
4.3.2 Proteus软件应用Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的硬件电路仿真工具软件，其具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能配套仿真单片机及外围器件，是目前比较好的模拟仿真单片机及外围器件的工具。
利用Proteus我们构造了本计时器的硬件电路，并且可以在仿真电路完成设计之后，通过点击芯片，加载Keil 生成的Hex文件，可以直接进行仿真，此时单片机的操作结果均可以直观的观察到。
4.3.3 仿真结果及分析整个计时器的仿真电路图如下所示：图4.2 仿真图（1）点击proteus软件左下角的开始仿真时如下所示：图4.3 仿真图（2）按下仿真电路图中的“启动”按键时倒计时开始，期间我们可以按下“暂停键”，则计时暂停，如图所示：图4.4 仿真图（3）当然我们可以直接按下“复位”按键则直接复位，也可以在暂停的状态下回到复位。
暂停时我们按下“继续”按键，计时继续，当倒计时到达0时，蜂鸣器发出报警信号，LED报警灯点亮，如图所示：图4.5 仿真图（4）可以看到的是右下角的LED灯点亮，同时通过仿真软件可以听到蜂鸣报警。
至此，所有要求功能均已完成。
