基于multisim的篮球24秒倒计时器

数字电子技术课程设计篮球比赛24秒倒计时器设计XX大学数字电子技术课程设计报告题目：篮球比赛24秒倒计时器设计课程：数字电子技术专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：课程设计任务书学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化指导老师：课程名称数字电子技术设计课题篮球比赛24秒倒计时器设计目的1.学习篮球比赛24秒倒计时器的设计方法2.研究篮球比赛24秒倒计时器的设计方案3.灵活应用芯片制作电子产品设计任务用集成芯片制作一个篮球比赛24秒倒计时器设计的要求1.能够实现24秒倒计时2.倒计时结束后有信号灯和蜂鸣器报警3.具有控制计时器的置数、启动与暂停功能设计的步骤1.构思计时器的工作原理2.画出计时器的总原理图及各分电路图3.连接图，进行电路模拟仿真4.编写实验设计报告工作计划1.第一天至第二天，查阅资料，学习了解篮球24秒倒计时器的原理及图形绘制2.第三天至第四天，画出简略草图，并找出绘制所需的原件3.第五天，将各个元器件连接起来，用Multisim软件仿真4.第六至七天，撰写实验报告，并审阅改进目录1.设计总方案及原理框图 (1)1.1电路设计原理框图 (1)1.2电路设计方案设计 (1)2.各芯片的用法与功能 (1)2.174LS192 (1)2.2555定时器 (1)3．各部分电路设计 (2)3.1信号发生部分 (2)3.2倒计时部分 (3)3.3停止控制电路 (3)3.4警报提示装置 (4)4．总设计（总电路图） (4)5．安装、调试步骤 (5)6．电路仿真调试 (5)7．故障分析与电路改进 (10)8．收获与体会 (10)9．仪器仪表明细清单 (11)参考文献 (12)1.电路设计总方案及原理框图1.1电路设计原理框图说明：倒计时功能主要是利用192计数芯片来实现，同时利用反馈和置数实现进制的转换，以适合分和秒的不同需要，倒计时器到零时，通过停止控制电路使计数器停止计数并发出蜂鸣警报。

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。

基于Multisim的计时器设计与仿真电子设计与仿真是电子技术基础学习中的重点内容，是将理论知识转化为实践能力的一个关键环节。

文中针对数字电路综合知识的实验要求，设计了篮球赛24 s 计时器，并利用Multisim 软件进行了仿真。

1 设计方案与电路组成篮球赛24 秒计时器是数字电路的简单应用，在设计过程中，采用模块化的设计思路，将该电路划分为：计时电路、控制电路、显示电路及报警电路四部分。

设计方案框在设计中，结合实际需求，计数器选取74LS192 集成芯片，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。

利用反馈端和置数端实现进制的转换;秒脉冲发生器由555 集成电路或由，TTL 与非门组成的多谐振荡器构成。

显示电路由74LS48译码器和共阴极七段LED 显示器组成。

报警电路在试验中可用发光二极管和蜂鸣器代替。

2 单元电路设计2.1 信号发生电路秒脉冲的产生是由555 定时器所组成的多谐振荡电路完成。

电路2.2 计数电路用两片74LS192 计数器分别作为个位(低位)和十位(高位)的倒计时计数器，本设计只需要从24 计数到00 止，因为预置数不为00，故选用置数端(LOAD)来进行预置数。

时钟脉冲分别通过两个与门输入到74LS192计数器个位(低位)的DOWN端，当停止控制电路传来停止信号时，将中断时钟脉冲，从而实现电路的停止功能。

其中，低位的借位输出信号用作高位的时钟脉冲。

两片741S192计数器具体接法：Vcc、UP接+5V电源，GND接地;时钟脉冲自与门输出后，连接到低位的DOWN，然后从低位BO接到高位的DOWN;输入端低位C、高位B接电源，其他引脚和CLR接地;LOAD接开关C的活动端，C的另外两引脚分别接G的活动端和地。

G的另外两个引脚分别接到电源和地。

电路如2.3停止控制电路计数器倒数到0时，需要将电路强制转换到24并暂停。

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。

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 。

24秒篮球倒计时数电实验报告法商学院《数字电路课程设计》课程设计报告专业: 应用电子技术班级: 应电11301姓名: 周灵姓名: 李雄威指导教师：沈田课程设计任务书设计题目：篮球竞赛24秒倒计时器设计任务与要求：设计一个篮球竞赛24秒倒计时电路，该电路能实现如下功能：1）24秒倒计时显示功能；2）设置外部控制开关，控制计数器的重置“24”、启动和暂停功能；3）计数器递减至0（即时间到）时，数码管显示“00”，同时发出光电报警信号。

一、电路设计原理经过对电路功能的分析，整个电路主要由控制电路、秒脉冲信号发生器、计数器、译码器和报警电路五个部分组成。

示意图如图1所示。

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是太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非组成的多谐振荡器构成。

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秒的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计一之到零。

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止。

图1-1 24秒计时器系统设计框图二、单元电路分析（一）控制电路控制电路由74LS00芯片和74LS10芯片组成，实现计数器的复位、计数和保持“24”数字显示，以及报警的功能。

如图2-1-1为EWB控制电路仿真图。

图2-1-1 EWB控制电路仿真图（1）开关A：启动按钮、复位按钮开关A接地时，计数器保持“24”状态不变，处于等待状态；当开关A闭合时，计数器开始计时，当计数器递减计数到零时，控制电路产生报警信号；当开关A再次接地时，计数器立即复位到预置数值，即“24”。

沈阳大学沈阳大学时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停、连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停、连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。

系统设计框图如图下图所示。

暂停/继续脉冲发射器计时器译码器LED显示清零置数2.1译码显示电路用发光二极管（LED）组成字型来来显示数字。

这种数码管的每个线段都是一个发光二极管，因此也称LED数码管或LED七段显示器。

因为计算机输出的是BCD码，要想在数码管上显示十进制数，就必须先把BCD码转换成 7 段字型数码管所要求的代码。

我们把能够将计算机输出的BCD码换成 7 段字型代码，并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”因此在本次的设计中我们采用了常用的74LS48。

沈阳大学下面是利用74LS47驱动单位共阳极七段数码管的电路图：在数字测量仪表和各种数字系统中，都需要将数字量直观地显示出来，一方面供人们直接读取测量和运算的结果；另一方 面用于监视数字系统的工作情况。

因此，数字显示电路是许多数字设备不可缺少的部分。

数字显示电路通常由译码器、驱动 器和显示器等部分组成，如下图所示。

下面对显示器和译码驱动器分别进行介绍。

沈 阳 大 学驱动器显示器译码器计数器沈阳大学RBI 脉冲消隐输入端（低电平有效）a-g 段输出74LS48引脚图2．2脉冲产生电路（555定时器）555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。

这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。

NE555为8脚时基集成电路，各脚主要功能（集成块图在下面）1地 GND 2触发3输出 4复位5控制电压 6门限(阈值)7放电 8电源电压Vcc它是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定于数字钟的质量。

厦门城市学院2014-2015学年第一学期《EDA软件设计》——课程设计论文课题：篮球比赛24秒倒计时器的设计与仿真分析所在系部：电子信息与工程系年级：11级班级：电信Z1姓名：林鑫豪学号：W140242131提交时间：2015 年 1 月8 日一、设计题目篮球比赛24秒倒计时器二、主要内容1、分析设计题目的具体要求2、完成课题所要求的各个子功能的实现3、用multisim软件完成题目的整体设计三、具体要求（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，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光。

四、进度安排第一天：介绍所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。

第二天：消化课题，掌握设计要求，明确设计系统的全部功能，图书馆查阅资料。

第三天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。

第四天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。

第五天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。

第六天：完成整体设计并仿真验证。

第七天：对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。

第八天：完成实践报告的撰写五、成绩评定课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成：1、理论设计方案，演示所设计成果，总成绩40％；2、设计报告，占总成绩30％；3、回答教师所提出的问题，占总成绩20％；4、考勤情况，占总成绩10％；无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为0分，无故旷课三次总成绩为0分。

迟到20分钟按旷课处理。

目录前言 (5)1、总体设计思路、基本原理和框图 (6)1.1设计思路 (6)1.2 设计原理和功能 (7)1.2.1 基本功能 (7)1.3总体设计框图 (8)2、单元电路设计 (9)2.1 各芯片的用法和功能 (9)2.1.1 74LS00 (9)2.1.2 555定时器 (9)2.1.3 74LS90 (10)2.1.4 74LS192 (11)2.2单元模块 (12)2.2.1 秒脉冲发生模块 (12)2.2.2 倒计时模块 (13)2.2.3 控制电路模块 (14)2.2.4 报警提示模块 (15)3、电路仿真调试（总电路图） (16)3.1 总电路图 (16)3.2 仿真调试 (17)3.2.1 启动功能 (17)3.2.2 复位功能 (18)3.2.3 暂停功能 (18)3.2.4 自动停止、复位功能 (19)4、故障分析与电路改进 (21)4.1 故障分析和解决 (21)4.2 电路改进 (21)5、总结 (23)6、元件清单 (25)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。

篮球竞赛24秒倒计时器1 设计目的（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）进行电路的仿真、调试，直到电路能达到规定的设计要求；（4）掌握稳压电源，计数器的设计方法。

2 设计步骤（1）分析要求，画出电路原理图；（2）阐述工作原理（包括各元器件的功能、作用等）；（3）电路仿真、测试、验证、做出结论、进行总结。

3 设计过程3.1设计思路及原理图包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示器、报警电路和控制电路（辅助时序控制电路）等五个部分组成。

计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1。

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，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯等功能。

当计时器递减计时到零（既定时时间到）时，显示器上显示00，同时二极管闪亮。

设计思路：秒脉冲信号经过递减计数器，然后从带译码的显示器上显示，中间包括控制电路。

3.2基本元件分析及其在设计电路中的作用3.2.1 芯片74 LS192计数器选用中规模集成电路74LS192进行设计较为简便。

74LS192是十进制可编程同步加锁计数器，它采用8421码二-十进制编码，并具有直接清零、置数、加锁计数功能。

其中CP U 、CP D 分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端 (上升沿有效)。

LD 是异步并行置数控制端 (低电平有效), CO 、BO 分别是进位、借位输出端 (低电平有效),CR 是异步清除端,D 0～D 3是并\行数据输入端，Q3～Q0是输出端。

我们将用到的是它的减计数功能。

下图是74LS192外引线排列图与功能表：74LS192 的工作原理是：当/LD =1,CR=0时，若时钟脉冲加入到CP U 端，且CP 置数= 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，/CO 端发出进位下跳变脉冲；若时钟脉冲加入到CP D 端，且CP U =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，/BO 端发出借位下跳变脉冲。

数字逻辑电路设计课程设计报告系（部）：三系专业：通信工程班级：11通信1班姓名：梦瑶学号：成绩：指导老师：海霞开课时间：2012-2013 学年二学期一、设计题目篮球比赛24秒倒计时器二、主要容1、分析设计题目的具体要求2、完成课题所要求的各个子功能的实现3、用multisim软件完成题目的整体设计三、具体要求（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，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光。

四、进度安排第一天：介绍所用仿真软件；布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。

第二天：消化课题，掌握设计要求，明确设计系统的全部功能，图书馆查阅资料。

第三天：确定总体设计方案，画出系统的原理框图。

第四天：绘制单元电路并对单元电路进行仿真。

第五天：分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。

第六天：完成整体设计并仿真验证。

第七天：对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。

第八天：完成实践报告的撰写五、成绩评定课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成：1、理论设计方案，演示所设计成果，总成绩40％；2、设计报告，占总成绩30％；3、回答教师所提出的问题，占总成绩20％；4、考勤情况，占总成绩10％；无故旷课一次，平时成绩减半；无故旷课两次平时成绩为0分，无故旷课三次总成绩为0分。

迟到20分钟按旷课处理。

目录前言 (5)1、总体设计思路、基本原理和框图 (6)1.1设计思路 (6)1.2 设计原理和功能 (7)1.2.1 基本功能 (7)1.3总体设计框图 (8)2、单元电路设计 (9)2.1 各芯片的用法和功能 (9)2.1.1 74LS00 (9)2.1.2 555定时器 (9)2.1.3 74LS90 (10)2.1.4 74LS192 (11)2.2单元模块 (12)2.2.1 秒脉冲发生模块 (12)2.2.2 倒计时模块 (13)2.2.3 控制电路模块 (14)2.2.4 报警提示模块 (15)3、电路仿真调试（总电路图） (16)3.1 总电路图 (16)3.2 仿真调试 (17)3.2.1 启动功能 (17)3.2.2 复位功能 (18)3.2.3 暂停功能 (18)3.2.4 自动停止、复位功能 (19)4、故障分析与电路改进 (21)4.1 故障分析和解决 (21)4.2 电路改进 (21)5、总结 (23)6、心得体会 (24)7、元件清单 (25)8、参考文献 (26)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。

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。

篮球比赛24秒倒计时器的设计与仿真分析1 •电路设计分析计时器在许多领域均有普遍的应用， 篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛节奏，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。

本设计题目的“篮球比赛 24秒倒计时器”从数字电路角度讨论，实际上就是一个二十 四进制递减的计数器。

⑴电路设计技术指标① 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、显示电路、报警电路和辅助控制电路组成，如图4 - 38所示。

(3)方案实现① 秒脉冲发生器。

秒脉冲产生电路由555定时器和外接元件 R1、R2、C 构成多谐振荡器。

经过计算得到输出脉冲的频率为f =1H Z ，即1秒(1 s)。

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 4 - 24所示。

因为技术指标是一样的，不用再重新设计。

② 计数器。

计数器由两片74LSI92同步十进制可 逆计数器构成。

74LSI92功能简介如下：具有清除和 置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图进位输出端，TC D 为非同步借位输出端，PO 、P1、P2、P3为计数器输入端，MR 为 清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。

4 - 39所示。

其中PL 为置数端，CP u 为加计数端，CP D 为减计数端，TC u 为非同步图乩24秒脉冲佶号发牛器的逻辑电路图4.那 篮坪比凑“秋酬计时器右护.御+VCC(+5V)74LSOO7623 ---------秒信号* O Ol^iF74f.S(92D仿真软件Multisim 10中74LSI92的图形符号如图 4 -40所示。

其中A 、B 、C 、D 为置数输入端，〜LOAD 为置数控制端，CLR 为清零端，UP 为加计 数端，DOWN 为减计数端，QA 、QB 、QC 、QD 为数据输出端，〜CO 为非同步进位输出端，〜 BO 为非同步借位输出端。

安徽财经大学本科毕业设计（论文）第1页安徽财经大学Multisim期末设计篮球比赛24秒倒计时器年级: x信工x班学号: 201xxxxxx姓名: xxxxx专业: 电子信息工程指导老师: xxxx二零一三年六月目录摘要 (1)1．引言 (1)1.1目的和意义 (3)1.2 本系统主要研究内容 (3)2．系统分析 (3)2.1 系统组成 (3)2.2 系统工作原理 (4)3．系统硬件设计 (4)3.1系统硬件总体设计 (4)3.2子系统（模块）一 (4)3.3子系统（模块）二 (6)4．系统软件设计 (7)4.1 系统软件总体设计 (7)4.2 子系统一 (8)4.3子系统二 (8)5．系统使用说明 (10)5.1 系统安装及配置说明 (10)5.1.1 系统运行环境 (10)5.1.2 系统安装及配置 ............................................................. 错误!未定义书签。

5.2 系统操作说明 (10)6．结论 (10)参考文献 (11)附录 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。

致谢 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。

1 引言随着科学技术的不断发展，计时器在许多领域中得到了应用，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、等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。

篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛的节奏，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。

长沙学院数电课程设计说明书题目篮球比赛24秒倒计时显示电路设计系(部)专业(班级)姓名学号指导教师起止日期数字电子技术课程设计任务书(12)系（部）：专业：指导教师：课题名称篮球比赛24秒倒计时显示电路设计设计内容及要求基本任务：1.十进制显示“秒”。

2.具有手动启动和复位功能，能实现连续计时，暂停和报警功能。

扩展任务：1.能将24秒倒计时功能转换成秒表功能。

2.能精确到秒后一位。

设计工作量1、系统整体设计；2、系统设计及仿真；3、在Multisim或同类型电路设计软件中进行仿真并进行演示；4、提交一份完整的课程设计说明书，包括设计原理、仿真分析、调试过程，参考文献、设计总结等。

进度安排起止日期（或时间量）设计内容（或预期目标）备注第一天课题介绍，答疑，收集材料第二天设计方案论证第三天进行具体设计第四天进行具体设计第五天编写设计说明书教研室意见年月日系（部）主管领导意见年月日长沙学院课程设计鉴定表姓名学号专业班级设计题目指导教师指导教师意见：评定等级：教师签名：日期：答辩小组意见：评定等级：答辩小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；目录前言 (4)一、设计任务 (5)二、设计框图 (5)三、设计的主要元器件选择及其构成电路工作原理 (6)1，NE555芯片 (6)2,计时器74LS192芯片 (6)3，控制电路的选择 (7)4，LED、蜂鸣器组成的声光报警电路 (7)四、设计总图及电路仿真 (8)1，总设计图（仿真图） (8)2，设计工作原理 (8)3，仿真结果 (9)五、设计总结 (10)六、心得体会 (11)七、参考文献 (11)前言篮球比赛倒计时24秒电路设计，本设计是脉冲数字电路的简单应用，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，会发出报警信号。

基于Multisim7软件的24秒倒计时器的设计与仿真李要球;祝晓凤;周琳【摘要】Mlutisim7软件具有强大的仿真分析能力,是专门用于电子线路设计与仿真的工具软件,用它作为电子工作台设计24秒倒计时器,设计过程简单、方便,缩短了设计周期,提高了设计效率.利用电子设计自动化软件进行电路设计和仿真分析,是改革传统课程设计教学的有效途径,可以为学生掌握电路设计及电子产品的开发提供全新的手段和便捷的途径.【期刊名称】《高师理科学刊》【年(卷),期】2010(030)002【总页数】4页(P59-62)【关键词】Multisim7;倒计时器;电路设计;仿真分析【作者】李要球;祝晓凤;周琳【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】教科文艺第 30 卷第 2 期2010年 3 月高师理科学刊JournalofScienceof Teachers'CollegeandUniversity Vol.30No.2Mar.2010文章编号： 1007-9831(2010)02-0059-04基于 Multisim7 软件的 24 秒倒计时器的设计与仿真李要球1 ，祝晓凤 2，周琳 2（ 1．淮海工学院控制工程技术研究所，江苏连云港 222005 ； 2．淮海工学院东港学院，江苏连云港 222005 ）摘要：Mlutisim7 软件具有强大的仿真分析能力，是专门用于电子线路设计与仿真的工具软件，用它作为电子工作台设计 24 秒倒计时器，设计过程简单、方便，缩短了设计周期，提高了设计效率．利用电子设计自动化软件进行电路设计和仿真分析，是改革传统课程设计教学的有效途径，可以为学生掌握电路设计及电子产品的开发提供全新的手段和便捷的途径．关键词： Multisim7 ；倒计时器；电路设计；仿真分析中图分类号： TP391.9文献标识码： A doi:10.3969/j.issn.1007-9831.2010.02.017目前，国内高校的电子技术课程设计主要有 2 种方式，一种是采用常规的 TTL 或 COMS 逻辑器件进行硬件连接，大多采用带有面包板和各种信号源的实验箱进行；另一种是采用 EDA 技术，借助计算机辅助设计软件进行电路的设计和调试． 2 种方法相比较，在实验箱上进行安装和调试，所用的集成电路芯片元件要常在管座上拔插，往往费时费力，甚至会引起元器件和仪器设备的损坏等问题．随着电子和计算机技术的进步，推动了 EDA 技术的普及与发展，计算机辅助设计与分析得到愈来愈广泛的应用，现在常用的 EDA 技术软件有 Multisim ， Ptotel ， Pspice ， Orcad 等，在这些软件中， Multisim 软件被誉为“计算机里的实验室” ，具有界面交互好、画面形象直观等特点1-2] ． 1 Multisim7 软件简介 Multisim 是加拿大图像交互技术公司（ InteractiveImageTechnoligics 简称 IIT 公司）推出的以 Windows为基础、专门用于电子线路设计与仿真的虚拟“电子工作台(ElectronicWorkbench) ，’软件．它不仅提供了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式和比较全面的仿真分析能力，同时还提供了一个庞大的元器件模型库和一整套虚拟仪表（包括示波器、信号发生器、万用表、逻辑分析议、逻辑转换器、字符发生器、波特图绘图仪、瓦特表等），可以满足对一般的数字逻辑电路、模拟电路以及数字一模拟混合电路进行分析和设计的需要”叫． 2倒计时器的组成及原理 2.1倒计时器的组成倒计时器选用 TTL 集成电路，由秒振荡发生器、减法计时器、译码器、数字显示器、声光报警电路等组成，用七段数码显示时间．在倒计时过程中，电路能够实现启动控制、清零控制、暂停，连续计时控制等功能，并且根据需要可以手动控制调时，电路组成框图，见图 ll5l.设计电路中起核心作用的是减法计数器．为满足计时工作任务的需要，计数器选用同步十进制双脉冲计数器 74LS192 ，其功能见表 1．由表 l 可知，它具有置数、清零、计数、保持等功能，能满足设计要求，收稿日期： 2009-11-10基金项目：淮海工学院大学生实验室创新课题资金资助项日( 2lX)93478)作者简介：李要球（1970- ）．男，江苏连云港人，讲师，硕十，主要从事测控技术及仪器的研究． E-mail:lyq2601@第30卷2期2010年3月高师理科学刊 JournalofScienceof Teachers'CollegeandUniversity Vol.30 No.2 Mar.文章编号： 1007-9831(2010)02-0059-041，祝晓凤周琳（1．淮海工学院控制工程技术研究所，江苏连云港 222005 ； 2．淮海工学院东港学院，江苏连云港 222005 ）摘要： Mlutisim7 软件具有强大的仿真分析能力，是专门用于电子线路设计与仿真的工具软件，用它作为电子工作台设计 24 秒倒计时器，设计过程简单、方便，缩短了设计周期，提高了设计效率．利用硬件连接，大多采用带有面包板和各种信号源的实验箱进行；另一种是采用 EDA 技术，借助计算机辅助设计软件进行电路的设计和调试． 2 种方法相比较，在实验箱上进行安装和调试，所用的集成电路芯片元件要常在管座上拔插，往往费时费力，甚至会引起元器件和仪器设备的损坏等问题．随着电子和计算机技术的进步，推动了 EDA 技术的普及与发展，计算机辅助设计与分析得到愈来愈广泛的应用，现在常用的 EDA技术软件有 Multisim ， Ptotel ，Pspice ，Orcad 等，在这些软件中，Multisim 软件被誉为”具有界面交互好、画面形象直观等特点1-2]． Multisim 是加拿大图像交互技术公司（ InteractiveImageTechnoligics 简称 IIT 公司）推出的以 Windows电子工作台(ElectronicWorkbench) ，路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式和比较全面的仿真分析能力，同时还提供了一个庞大的元器件模型库和一整套虚拟仪表（包括示波器、信号发生器、万用表、逻辑分析议、逻辑转换器、字符发生器、”叫倒计时器选用 TTL 集成电路，由秒振荡发生器、减法计时器、译码器、数字显示器、声光报警电路等组成，用七段数码显示时间．在倒计时过程中，电路能够实现启动控制、清零控制、暂停，连续计时控制等功能，设计电路中起核心作用的是减法计数器．为满足计时工作任务的需要，计数器选用同步十进制双脉冲计数器 74LS192 ，其功能见表 1．由表 l 可知，它具有置数、清零、计数、保持等功能，能满足设计要求，作者简介：李要球（1970- ）．男，江苏连云港人，讲师，硕十，主要从事测控技术及仪器的研究． E-mail:lyq2601@高师理科学刊第30 卷图 1 倒计时器组成框图 2.2 工作原理用于 24 秒倒计时的仿真原理图，见图2 ．表 174LS192 计数器功能表┏ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┓ ┃ ┃ ┃输入┃ ┃ ┃输出┃ ┣ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃ UP┃ DOWN CI．RI．OAD ABCD QAQB QC QD× l× × × × 0000 0 abcd ahcd T O X × × ×加法计数 t减法计数保持┃ ┗ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┛ 2.2.1 振荡电路由 555定时器组成多谐振荡器，电路中定时元件电容 C 取10LLF， Ri 取 lKfl ， R 采用可变电阻，电路工作时，通过调节 B 设置适当的值，可以使振荡器输出周期为 Is 的周期性脉冲信号． 2.2.2计时及译码显示电路采用 2 片同步十进制双脉冲计数器 74LS192 级联，将个位数的借位端输出信号作为十位数的触发脉冲信号，实现二位数计数．根据计数器 74LS192 的功能，采用减法计数时，加法计数的脉冲输入端 UP 接高电平 l ，将减法计数的脉冲输入端 DOWN 接到秒信号脉冲，实现计数器的减法计数，显示电路选用带有译码的七段数码显示器． 2.2.3 控制电路由控制开关 J，， J：， L ， J。

篮球比赛24秒倒计时器-数字逻辑电路设计课程设计报告数字逻辑电路设计课程设计报告系 ,部,: 三系专业: 通信工程班级: 通信班姓名:学号: 成绩: 指导老师: 开课时间: 学年二学期数字逻辑电路设计一、设计题目篮球比赛24秒倒计时器二、主要内容1、分析设计题目的具体要求2、完成课题所要求的各个子功能的实现3、用multisim软件完成题目的整体设计三、具体要求(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，计时器跳回“24”停止工作，并给出声音和发光提示，即蜂鸣器发出声响和发光二极管发光。

四、进度安排第一天:介绍所用仿真软件;布置任务，明确课程设计的完整功能和要求。

第二天:消化课题，掌握设计要求，明确设计系统的全部功能，图书馆查阅资料。

第三天:确定总体设计方案，画出系统的原理框图。

第四天:绘制单元电路并对单元电路进行仿真。

第五天:分析电路，对原设计电路不断修改，获得最佳设计方案。

第六天:完成整体设计并仿真验证。

第七天:对课程设计进行现场运行检查并提问，给出实践操作成绩。

第八天:完成实践报告的撰写五、成绩评定课程设计成绩按优、良、中、及格、不及格评定，最终考核成绩由四部分组成:2 篮球比赛24秒倒计时器数字逻辑电路设计1、理论设计方案，演示所设计成果，总成绩40,;2、设计报告，占总成绩30,;3、回答教师所提出的问题，占总成绩20,;4、考勤情况，占总成绩10,;无故旷课一次，平时成绩减半;无故旷课两次平时成绩为0分，无故旷课三次总成绩为0分。

迟到20分钟按旷课处理。

3 篮球比赛24秒倒计时器数字逻辑电路设计目录前言 ..................................................................... ................................ 5 1、总体设计思路、基本原理和框图 (6)1.1设计思路...................................................................... (6)1.2 设计原理和功能...................................................................... (7)1.2.1 基本功能...................................................................... . (7)1.3总体设计框图...................................................................... ............................ 8 2、单元电路设计...................................................................... .. (9)2.1 各芯片的用法和功能...................................................................... . (9)2.1.174LS00 ................................................................. .. (9)2.1.2 555定时器...................................................................... . (9)2.1.374LS90 ................................................................. .. (10)2.1.474LS192 ................................................................ (11)2.2单元模块...................................................................... . (12)2.2.1 秒脉冲发生模块...................................................................... .. (12)2.2.2 倒计时模块...................................................................... . (13)2.2.3 控制电路模块...................................................................... (14)2.2.4 报警提示模块...................................................................... ............ 15 3、电路仿真调试(总电路图) (16)3.1 总电路图...................................................................... . (16)3.2 仿真调试...................................................................... . (17)3.2.1 启动功能...................................................................... .. (17)3.2.2 复位功能...................................................................... .. (18)3.2.3 暂停功能...................................................................... .. (18)3.2.4 自动停止、复位功能......................................................................19 4、故障分析与电路改进 (21)4.1 故障分析和解决...................................................................... (21)4.2 电路改进...................................................................... ................................. 21 5、总结...................................................................... ........................ 23 6、心得体会 ..................................................................... ................. 24 7、元件清单 ..................................................................... ................. 25 8、参考文献 ..................................................................... .. (26)4 篮球比赛24秒倒计时器数字逻辑电路设计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。

毕业设计报告毕业设计名称篮球比赛计时器设计与仿真专业电气工程用其自动化班级姓名指导老师日期篮球比赛计时器设计要求：可以进行２４秒计时，以及一场比赛四节的计时。

每节时间可以事先设定。

基于Multism/protel工具对设计进行仿真①设计任务篮球比赛计时器是一种体育比赛计时装置，经过改造可满足多种要求和场合。

利用中小规模集成电路设计一个数字显示的简易篮球比赛计时器。

②基本要求●篮球比赛上下半场四节制，每节时间可以设定，要求能随时暂停，启动后继续计时，一节比赛结束后应可清零。

●按篮球比赛规则，进攻方有24 s为倒计时。

要求进攻方得到发球权后，必须在24 s内完成一次进攻，否则将球权判给对方，因此需要一个具有24 s的倒计时功能。

●“分”、“秒”显示用LED数码管，应配用相应译码器。

●用开关控制计时器的启动／暂停。

（2）工作原理及参考方案篮球比赛计时器实际上是一种多功能倒计时装置，它包括每节时间和24 s倒计时，按键启停功能。

电路主要由秒信号发生电路、启停电路、门控电路、显示电路、定时电路和计数电路等组成。

一旦发球，启停电路启动，计时器开始工作，每节时间、24 s倒计时同时工作。

当发球权交给对方时，24 s倒计重新开始计时，而每节时间倒计时继续工作。

当启停电路暂停时，每节时间、24 s倒计器保持原来的数据不变，等到重新启动开始工作。

摘要本设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛24秒和每节时间可以设定的倒计时器，可以直接清零、启动、暂停、定时和连续，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，会发出借位脉冲使门电路截断脉冲。

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。

本电路主要有五个模块构成：秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路、定时电路。

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。