篮球竞赛30秒计时器设计

图4秒脉冲发生电路
(4) 显示模块电路
显示模块用来显示计时模块输出的即时计时和中途计时结果。是由七段数码管构成，计时模块输出计时信号通过译码器译码由数码管显示出来。如图5所示。
图5 显示译码电路 图6 发光报警电路
(5) 光报警模块
当计数器递减计数到零(即定时时间到)时,控制电路应发出报警信号,使计数器保持零状态不变,同时报警电路工作。图6所示。
R1
RJ71
600Ω
1
电阻
R2
RJ72
10KΩ
2
电阻
R3
RJ73
15KΩ
1
电阻
R4
RJ74
68KΩ
1
电阻
C1
CL11
10nF
1
电容
C2
CL11
10μF
1
电容
VCC
LCM300
+5v
2
直流电源
Vs
LCM200
+40v
1
直流电源
U1 U2
DCD_HEX_DIG_YELLOW
共阴极
2
七段显示数码管
五、安装与调试
智能仪器课程设计报告
设计题目：篮球竞赛30秒计时器设计
专业班级：2011级电子1班
姓名：徐睿昀
学号：119050244098
指导教师：刘宝成
完成日期：2014年10月10日
篮球竞赛30秒计时器设计
一、设计任务与要求
1． 具有显示30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；
图2 三十进制减法计时器
图3是时钟脉冲信号CP的控制电路,控制CP的放行与停止。当定时时间未到时，74LS192的借位输出信号BO2=1时，则CLK信号受“暂停/继续”开关S2的控制，当S2处于“暂停”位置时，门U10A输出0，门U7A关闭，封锁CLK信号，计数器暂停计数；当S2处于“连续”位置时，门U10A输出1，门U2A打开，放行CLK信号，计数器在CLK作用下，继续累计计数。当定时时间到时，BO2=0，门U7A关闭，封锁CLK信号，计数器保持零状态不变。从而实现了当暂停/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，的功能要求。注意，BO2是脉冲信号，只有在CPD保持为低电平才能保持不变。

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。

电子电工课程设计（篮球三十秒计时器设计）学生姓名：学号：系别：专业：指导教师：完成日期：目录一设计任务和要求--------------------------------------------------------- 3 二方案原理和结构图------------------------------------------------------3 三电路设计---------------------------------------------------------------------43.1 控制电路-------------------------------------------------------------------43.2 秒脉冲发生电路----------------------------------------------------------63.3 计时电路-------------------------------------------------------------------73.4 译码显示电路-------------------------------------------------------------93.5 原理图---------------------------------------------------------------------11 四线路调试--------------------------------------------------------------------12 五心得体会--------------------------------------------------------------------13 参考文献及附录------------------------------------------------------------14一．设计任务和要求1.课题名称:篮球三十秒计时器2.基本要求:1)具有显示三十秒计时功能;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,要求数码显示器上显示00;4)计时器为三十秒递减时,计时间隔为一秒;3.主要参考元器件：NE555﹑74LS161﹑74LS192、74LS10、74LS00、74LS04 二．方案原理和结构图1.1方案原理使用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。

篮球30秒计时器课程设计一、引言篮球30秒计时器是一项非常重要的设备，它在篮球比赛中起到了至关重要的作用。

本文将介绍如何进行篮球30秒计时器课程设计，以便让学生们更好地掌握这项技能。

二、课程目标本课程的主要目标是让学生们了解篮球比赛中30秒计时器的使用方法和规则，并且能够熟练地操作该设备。

通过本课程，学生应该能够掌握以下技能：1. 熟悉30秒计时器的外观和功能；2. 理解30秒计时器在篮球比赛中的作用；3. 掌握30秒计时器的使用方法；4. 能够根据比赛情况灵活操作30秒计时器。

三、教学内容1. 介绍30秒计时器的外观和功能在第一节课中，我们将向学生介绍30秒计时器的外观和功能。

首先，我们会向学生展示一个真实的30秒计时器，并让他们了解每个按钮和指示灯所代表的意义。

然后，我们会向学生演示如何启动和停止计时器，并且讲解不同指示灯所代表的含义。

2. 讲解30秒计时器在篮球比赛中的作用在第二节课中，我们将向学生讲解30秒计时器在篮球比赛中的作用。

我们会向学生介绍什么情况下需要使用30秒计时器，并且让他们了解使用30秒计时器的规则和注意事项。

同时，我们还会向学生演示如何根据比赛情况灵活地使用30秒计时器。

3. 掌握30秒计时器的使用方法在第三节课中，我们将教授学生如何正确地操作30秒计时器。

我们会向学生演示如何启动和停止计时器，并且讲解每个按钮所代表的含义。

然后，我们会让学生自己操作30秒计时器，并且纠正他们可能存在的错误。

4. 灵活操作30秒计时器在最后一节课中，我们将模拟篮球比赛场景，并且让学生根据比赛情况灵活地操作30秒计时器。

这样可以帮助学生更好地掌握该技能，并且提高他们的实际应用能力。

四、教学方法1. 讲授法：通过介绍、演示和讲解等方式向学生传授知识。

2. 实践法：让学生亲自操作30秒计时器，并且纠正他们可能存在的错误。

3. 模拟法：模拟篮球比赛场景，并且让学生根据比赛情况灵活地操作30秒计时器。

课程设计资料归档名称篮球竞赛30秒计时器系部班级指导教师）审核（签字）材料目录课程设计任务书设计题目：篮球竞赛30秒计时器系部：专业：自动化学生姓名: 学号:起迄日期:指导教师:教研室主任：课程设计任务书课程设计任务书2．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：撰写设计说明书，画出计时器原理图、计时器电路图、计时器功能转换图等，列出元器件明细表。

3．主要参考文献：[1] 康华光主编.电子技术基础（模拟部分）.第四版.北京：高等教育出版社，2001[2] 康华光主编.电子技术基础（数字部分）.第四版.北京：高等教育出版社，2001[3] 彭介华主编.电子技术课程设计指导. 北京：高等教育出版社，1998[4 ] 张玉璞，李庆常．电子技术课程设计[M]．北京：北京理工大学出版社4．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容明确设计任务、搜集资料1 2009.6.1～6.2研究分析，确定方案2 2009.6.3～6.4设计电路3 2009.6.5～6.7选择元器件4 2009.6.8～6.9绘制相关设计图纸5 2009.6.10～6.12撰写设计说明书6 2009.6.13～6.14指导教师张敏日期：2009年 6月 1日摘要本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30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应用价值。

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。

此电路是以时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。

目录1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍 (1)1.1 设计课题任务 (1)1.2 功能要求说明 (1)1.3 总体方案介绍 (1)2 单元电路的设计 (2)2.1 秒脉冲发生器 (2)2.2 计数器 (4)2.3 译码显示 (4)2.4 控制电路 (5)2.5 报警电路 (5)2.6 电路原理图和PCB图 (5)3 芯片引脚及功能说明 (6)3.1 555定时器 (6)3.2 74LS161 (7)3.3 74LS192 (7)3.4 74LS48 (8)4 仿真结果及分析 (10)4.1 仿真总原理图 (10)4.2 仿真结果 (11)小结 (12)元件清单 (13)参考文献 (14)附录 (15)附录A：电路原理图 (15)附录B：电路PCB图 (16)1 设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍1.1 设计课题任务设计并制作一个篮球竞赛计时器1.2 功能要求说明1.准确计时，具有显示30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.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，同时发出光电报警信号。

1.3 总体方案介绍篮球竞赛30秒计时器的总体方案框图如图1.1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时系统的主要模块。

计数器完成30秒技术功能，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、定时完成报警等功能。

图1.1 30秒计时器的总体方案框图2 单元电路的设计2.1 秒脉冲发生器2.1.1 秒脉冲发生器设计原理用555集成电路组成多谐振荡电路如图2.1所示。

电路的工作原理是：接通电源，电源经外接电阻R1和R2向电容C充电，其上电压按指数规律上升，当电压上升至2/3VDD时，会使比较器A1翻转输出低电平，RS触发器复位，输出端U0=0，同时三极管VT导通，电容C通过R2和VT 放电，当电容电压下降到1/3VDD时，比较器A2翻转输出低电平，RS触发器置位，输出端变为高电平，三极管VT截止，C放电终止又开始充电，周而复始，输出端便可获得周期性的矩形脉冲波。

《数字逻辑设计与应用》课程设计篮球30s可控计时器设计。

具体要求：1）具有30s计时、显示功能；2）设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、装数、启动和暂停/连续功能；3）30s倒计时，其计时间隔为1s；4）计时器递减计时到零时显示器不能灭灯，同时发出报警信号；5）能解除报警信号；6）画出该电路的电路图，用Verilog HDL设计此电路，并进行仿真。

二、设计篮球30s可控计时器原理包括10分频器、30s可控递减计时器及报警电路。

30s可控递减计时器是系统的核心部件，由外部开关键进行清零（CR）直接控制减计时器得复位和解除报警；开关键置数LD低电平有效，则预置30s可控计时器的输出变量QH[3..Q0]和QL[3..Q0]分别为0011和0000，即置数功能；启动递减计时器和暂停/连续是由开关键使能S来控制，S=1作递减计时，S=0做保持。

三、源程序（1）30s篮球可控计时器设计module basketball(CPB,L,QH,QL,CPA,S,LD,CR);output[3:0] QH,QL;output CPB,L;input S,LD,CR;input CPA;reg[3:0] QH,QL;reg CPB;reg L;reg[3:0] i;reg QC;always @(posedge CPA)//10分频if (S==0)CPB<=CPB;else if (i==9)begin i=0;CPB<=1;endelsebegin i=i+1;CPB<=0;endendalways @(posedge CPB or negedge LD or negedge CR)//实现30s可控计时器的功能beginif(!CR) begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;QC<=0;endelse if (!LD) begin QH[3:0]<=3;QL[3:0]<=0;QC<=1;L=0;endelse if ((QH==0)&(QL==0))begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;L=QC;endelse if (QL[3:0]==0)begin QL[3:0]<=9;QH[3:0]<=QH[3:0]-1;endelsebegin QL[3:0]<=QL[3:0]-1;QH[3:0]<=QH[3:0];end endendmodule（2）24s篮球可控计时器设计module basketball(CPB,L,QH,QL,CPA,S,LD,CR);output[3:0] QH,QL;output CPB,L;input S,LD,CR;input CPA;reg[3:0] QH,QL;reg CPB;reg L;reg[3:0] i;reg QC;always @(posedge CPA)beginif (S==0)CPB<=CPB;else if (i==9)begin i=0;CPB<=1;endelsebegin i=i+1;CPB<=0;endendalways @(posedge CPB or negedge LD or negedge CR)//实现30s可控计时器的功能beginif(!CR) begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;QC<=0;endelse if (!LD) begin QH[3:0]<=2;QL[3:0]<=4;QC<=1;L=0;endelse if ((QH==0)&(QL==0))begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;L=QC;endelse if (QL[3:0]==0)begin QL[3:0]<=9;QH[3:0]<=QH[3:0]-1;endelsebegin QL[3:0]<=QL[3:0]-1;QH[3:0]<=QH[3:0];end endendmodule四、编译和仿真波形图1: 24s篮球可控计时器设计仿真图图2：24s篮球可控计时器设计仿真图五、仿真分析及结论由仿真波形图可以看出，在可控计时器能正常递减计数、当开关键使能是S=0时能做保持（暂停）。

篮球竞赛30秒计时器课程设计一、课程目标：通过篮球竞赛30秒计时器课程的学习，能够掌握以下技能：1. 能够理解和运用30秒计时器在篮球比赛中的作用和意义；2. 能够熟练掌握30秒计时器的使用方法和使用规则；3. 能够运用30秒计时器进行有效的进攻和防守；4. 培养团队合作精神和比赛策略意识。

二、课程内容：1. 介绍篮球竞赛30秒计时器的作用和意义；2. 讲解30秒计时器的使用方法和使用规则；3. 练习30秒计时器的操作，并进行比赛模拟；4. 教授进攻和防守策略，并应用于30秒计时器的比赛模拟中；5. 进行团队合作练习，培养团队合作精神。

三、课程安排：1. 熟悉知识点：10分钟简单介绍篮球竞赛30秒计时器的作用和意义，让学生明确学习目标。

2. 讲解使用规则：10分钟详细讲解30秒计时器的使用方法和使用规则，让学生熟悉其操作流程。

3. 30秒计时器操作训练：30分钟让学生进行计时器模拟操作练习，错漏重点训练，直到达到熟练操作的程度。

4. 篮球比赛模拟：20分钟组织两个团队进行比赛模拟，练习30秒计时器的应用，同时结合进攻和防守策略。

5. 团队合作练习：10分钟通过进行团队合作练习，培养学生的团队合作精神和比赛策略意识。

四、教学方法：1. 讲授法：通过讲解30秒计时器的使用方法和使用规则，让学生了解其操作流程，熟悉其使用规则。

2. 模拟操作法：通过计时器模拟操作练习，让学生掌握熟练操作的技巧。

3. 实践练习法：组织比赛模拟，结合进攻和防守策略，让学生在实践中掌握30秒计时器的应用。

4. 团队合作法：通过团队合作练习，培养学生的团队合作精神和比赛策略意识，提高他们的团队协作能力。

五、教学评价：通过考核学生在模拟操作练习和比赛模拟中的表现，以及团队工作能力的发挥情况，综合评价学生的学习成果，给予相应的评估和激励。

六、教学资源：1. 30秒计时器2. 篮球场地3. 篮球装备（篮球、球网、球架、护膝等）4. 篮球教学板书5. PPT课件6. 计时器使用规则手册。

篮球30秒可控计时器设计1.控制功能①具有30秒计时、显示功能；②设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、装数、启动和暂停/连续功能；③30秒倒计时，其计时间隔为1秒；④计时器递减计时到零时显示器不能灭灯，同时发出报警信号；⑤能解除报警信号。

2.在Quartus Ⅱ软件平台或其它软件平台上建立计数器电路的顶层电路文件并完成编译和仿真。

输入变量：时钟CPA，直接清零CR、预置（装数）LD 及减计数使能（启动/暂停）S。

输出变量：计时输出变量QH[3 ..Q0]和QL[3 ..Q0]（8421BCD码）和报报警信号L。

篮球30秒可控计时器设计原理图1篮球30秒可控计时器设计原理框图包括:10分频器:功能是为了提高控制精度，减小时间误差。

30秒可控递减计时器: 30秒可控递减计时器是系统的核心部件，由外部开关键进行清零（CR）直接控制减计时器的复位和解除报警；开关键置数LD低电平有效，则预置30秒可控计时器的输出变量QH[3 ..Q0]和QL[3 ..Q0]分别为0011、0000（8421BCD码），即置数功能；启动递减计时和暂停/连续是由开关键使能（启动/暂停）S，S=1 作递减计时（开通时钟通道），S=0作保持（暂停）。

报警电路module basketball(CPB,L,QH,QL,CPA,S,LD,CR);output[3:0] QH,QL; // QH为秒十位、QL为秒个位output CPB,L; // CPB 为1HZ的时种信号、L为报警变量input S,LD,CR;input CPA;reg[3:0] QH,QL; //输出变量二位8421BCDreg CPB;reg L；//报警变量reg[3：0] i；reg QC; //内部设定变量作过渡用always @ ( posedge CPA )// 10分频beginif (S==0) CPB <= CPB;else if (i==9)begin i=0; CPB <= 1; endelsebegin i=i+1; CPB <= 0; endendalways @( posedge CPB or negedge LD or negedge CR)// 实现30秒可控计时器的功能beginif (!CR) begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;QC<=0;endelseif (!LD) begin QH[3:0]<=3;QL[3:0]<=0;QC<=1;L=0;endelse if ((QH==0)&(QL==0))begin QH[3:0]<=0;QL[3:0]<=0;L=QC;endelse if ( (QL[3:0]==0))begin QL[3:0]<=9;QH[3:0]<=QH[3:0]-1;endelsebegin QL[3:0]<=QL[3:0]-1;QH[3:0]<=QH[3:0];endendendmodule由仿真波形图可以看出，在图7-1中30秒可控计时器能正常递减计数、当开关键使能（启动/暂停）S=0时能作保持（暂停）。

课程设计篮球竞赛30秒计时器设计目录一论证 (2)1.1 设计原理1.2 设计方案1.3 各分电路功能分析1.3.1 计数器电路1.3.2 脉冲发生电路1.3.3 译码显示电路1.3.4 控制电路1.4 仿真原理图二课程设计总结......三参考文献......附录电子技术课程设计任务书题目：具有数字显示的篮球竞赛30S计时器1．任务要求设计一个篮球竞赛30S进攻时间限制计时器。

2．性能指标要求：（1）工作时间可在1—30S内任意设定。

（2）30S计时器是递减计时器，间隔为1S。

能用LED数码管显示剩余工作时间，还能显示到1/10秒。

即当计时开始时显示出所设定的总时间，每当计时10个1/10S，显示器的数字立即减1。

(3）减1计时到7S时，发出三声低音预告信号。

(4) 减1计时到零时(工作时间到)，发出三声高声，并自动停止计时。

(5) 具有暂停/继续工作、清零复位和启动计时功能。

3．设计与测试按任务要求，设计电路，计算参数，选择元器件。

根据所设计电路原理图，选择所需元器件连接电路，并按照调试步骤进行调试。

4. 成果要求(1)课程设计说明书一本。

要求：内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据。

(2)所用元器件清单(3)电路实体和仿真。

要求：电路必须有仿真结果（可利用Multisim进行电路仿真分析），该电路实体必须是自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。

参考器件：两片74LS192、74LS00，叁片74LS48，一片555、74LS04、CC40161，共阴LED显示器3块，电阻、蜂鸣器、发光二极管等5．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。

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、还可以用来做时间提醒设备等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。

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。

)篮球竞赛30秒计时器指导老师:刘丽萱耿敏班级：自动化03-3班设计者：何荣光（13）姜念琛（14）李明（15）内容摘要：本课程要求设计一个用于篮球竞赛的30秒计时器。

计时时间一到，电路报警。

|一、设计要求1.设计一个30秒计时器显示报警系统。

2.设置外部操作开关，用来控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。

3.要求电路启动后开始到计时，计时间隔为1S,倒计时至0秒时，电路发出光电报警。

报警声持续3S。

4.要求显示计时时间，计时时间到，显示器不能灭灯。

5.555定时器产生周期为1S的信号，作为计数器的始终脉冲。

、二、系统总体方案设计本实验设计电路包括以下四个部分：1．由LM555CN和74160N芯片构成计数脉冲生成电路。

2．由74LS190N和74LS192N芯片构成的计数电路。

3．由74LS47芯片以及七段译码显示器构成的译码显示电路。

4．蜂鸣器延时电路、1. 设计方案1由555芯片构成的蜂鸣器延时电路本方案理论上简单，但实际操作上不易实现。

首先，实验室里没有符合条件的电阻与电容。

其次，降低要求，只需短时间内使蜂鸣器发声，这在实际中也是较难实现的。

我们首先采用了该方案，但没成功。

2. 设计方案2由74LS192N芯片构成的蜂鸣器延时电路本方案较方案一理论稍复杂，所用元件也多，但是，本方案实际易于实现。

电路图见单元电路设计中。

（3.系统总体方案选择及系统原理框图本实验设计电路选择由74LS192N 芯片构成的蜂鸣器延时电路系统框图如下：）三、：四、 单元电路的设计1. 由LM555CN 和74160N 芯片构成计数脉冲生成电路。

该部分电路采用LM555CN 芯片联接成多谐振荡器。

由公式：CR R f )2(43.121+=通过改变电阻R 1、R 2以及电容C 的数值，并用74160N芯片进行1/10分频，来实现频率为1Hz 的脉冲。

电路如下：本设计中，R1=41k ,R2=51k 欧姆，C=1µF。

课程设计说明书（2010 /2011学年第一学期）课程名称：题目：专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计周数：设计成绩：年月日目录1.设计目的 (2)2.课程功能 (2)3.原理框图 (2)4. 电路模块分析4.1秒脉冲发生器 (2)4.2计数器电路 (3)4.3译码显示电路 (5)4.4报警电路 (8)4.5控制电路 (8)5．原理图 (9)6. 课程设计总结 (9)7. 参考文献 (10)一、课程设计目的1、综合运用数字电子技术课程知识，培养数字电路方案设计能力。

2、对基础知识熟练掌握，使各学科的知识有机的串联起来，融会贯通。

3、培养学生的逻辑思维能力。

二、功能1、实现30S 倒计时，并用七段ＬＥＤ数码管显示时间；2、能够实现置数，清零，暂停，报警功能；3、可以产生１Ｓ秒脉冲。

三、原理框图555定时器用来产生周期为1秒的脉冲信号，供计数器进行倒计数 ，以便将计数器输出的数据传送给译码器，译码器再译码驱动七段数码管显示输出，控制电路实现“篮球竞赛30s ” 的暂停/继续工作，清零复位，置数/工作；报警电路实现30s 计数器减至0秒时报警电路发出光电警报，由此分析得出30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。

图1 30秒倒计时器原理框图四、电路模块分析 4.1秒脉冲发生器用555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、R 2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C 1输出翻转，输出电压为零，同时放电管T 导通，电容C 通过R 2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。

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30S计时器课设报告
一、课设目的
本课设旨在设计一款篮球竞赛30秒计时器，以便于篮球场地上的裁判员对比赛时间进行管理和控制，以确保比赛的公平性和规范性。

二、课设内容
1.硬件设计
a.主控芯片：使用STM32F103C8T6，该芯片具有较高的性能和较多的外设接口。

b.显示屏幕：使用12864的点阵液晶屏幕，可清晰地显示倒计时及比分等信息。

c.按键：使用4个按键，包括开始/暂停、复位、加时、减时。

d.音响：使用蜂鸣器，作为计时器倒计时结束时的提示音。

2.软件设计
a.实时中断：利用STM32芯片的外部中断功能，监测按键事件。

b.计时器：使用定时器模块控制计时器的时间，可以实现倒计时功能。

c.显示屏幕：借助某些开源库来控制液晶显示屏的驱动，显示屏幕上的各种状态。

d.按键响应：通过判断按键的不同事件，执行相应的操作。

e.倒计时结束提示：利用蜂鸣器发出提示声，提醒比赛时间结束。

三、课设效果
1.简单易用：该篮球竞赛30秒计时器具有易操作、直观、便于理解的特点。

2.实时性良好：利用STM32芯片处理器高速执行指令，确保计时器的实时性。

3.稳定性优异：该计时器采用了物理外设来处理显示屏幕、按键响应、计时等功能，稳定性优异。

四、课设总结
本课设通过利用STM32芯片的高性能，结合物理外设控制液晶显示屏、按键功能、计时器倒计时功能等，成功设计出篮球竞赛30秒计时器。

该计时器具有简单易用、实时性良好、稳定性优异等特点。

一、概述在篮球比赛中，规定了一方的持球时间不能超过30秒，否则就被判做犯规。

本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，就可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒进行限制。

一旦球员的持球时间超过了30秒，计时器便自动报警。

30秒计时器不仅可用于篮球比赛中，生活中也有许多地方可以用到，比如通过对预置时间的更改，可以用于辩论赛等场合。

此次课设设计了一个篮球竞赛30秒计时器电路。

它由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和时序控制电路五个部分组成。

通过控制电路来完成计时器的直接清零、启动、计数、暂停/连续等功能。

计时器为30秒递减计时器，其时间间隔为1秒；计时器递减到零时，数码显示器不能灭灯，持续发光报警。

并自行设计直流稳压电源。

这次实践，旨在增强学生思考问题，解决问题，以及将知识运用于实际的能力，作为一名学生应该好好珍惜这样的机会。

二、方案论证图1 篮球竞赛30秒计时器原理框图30秒计时器的原理框图如图1所示。

30秒计时器主要由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、时序控制电路和报警电路5部分构成。

计数器完成30秒减计时功能，而控制电路是控制计时器的直接清零、启动、计数、暂停/连续功能等功能。

操作清零开关时能够使计数器清零并使显示器显示“00”，报警灯发光；当启动开关闭合时，控制电路应封锁脉冲信号，同时计数器完成置数功能，显示器显示“30”；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停/连续开关闭合时，控制电路封锁脉冲信号，计数器处于封存状态，计数器停止计数；当暂停/连续断开时，计数器连续累计计数；当计数器递减计数到零时，报警灯发出报警信号。

三、 电路设计1. 直流稳压电源电路直流稳压电路由电压变压器、整流滤波电路及稳压电路组成，结构框图如图2所示。

交流输入直流输出图2 直流稳压电源电路构成电压变压器的作用是将电网220的交流电压变成整流电路所需要的交流电压，通常为降压变压器。

整流电路是将输入的交流电压变换为单向脉动电压和电流，这是还需在整流电路的输出端接入滤波电路滤除交流分量，使输出为平滑的直流电压。

篮球竞赛30秒定时器年级专业：指导老师:所在学校：2011年 3 月摘要 (3)篮球竞赛30秒定时器 (5)1.设计要求 (5)2．设计流程图 (5)3.单元电路介绍 (5)3.1操作开关 (5)3.2秒脉冲发生器 (5)3.3计数器 (7)3.4译码显示 (8)3.5由与非门组成的基本RS触发器 (10)3.6报警电路 (11)3.7整体电路 (11)4.元件清单 (14)５．调试 (15)5.2 计数、译码、显示单元的测试 (15)6. 电路测试及测试结果 (15)6. 设计总结 (16)7.参考文献 (17)在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就视为犯规。

本次设计的“篮球竞赛30秒定时器”，可用于篮球比赛中对球员持球时间作30秒时间限制。

一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动报警，从而判定此球员犯规。

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，控制定时器的直接清零/启动和暂停/连续功能；在直接清零时，数码管显示器灭灯；定时器为30秒递减计时，其计时间隔为1秒；定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等。

此定时器功能齐全，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。

此定时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当定时器递减到零时，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。

关键词：篮球竞赛 30秒倒计时光电报警数码显示篮球竞赛30秒定时器1.设计要求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。

2．设计流程图操作开关控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续计时，当计时启动时，通过一个振荡器产生秒脉冲，送入双时钟方式的十进制可逆计数器实现30秒倒计时，并通过7段数码管显示出来，如果计数器递减计时到0，则由控制电路向报警电路发出一工作信号，报警电路报警。