篮球30秒计时器课程设计

CENTRAL SOUTH UNIVERSITY

本科生毕业论文（设计）

题 目 篮球24秒定时器系统设计

学生姓名 高 能

指导教师 李长庚

学 院 物理科学与技术学院

专业班级 电子工程(09A)

完成时间 2011-4-8

摘 要

本电路主要由五个模块构成：秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路和报警电路，主要采用555 作为振荡电路, 由74LS192、74LS48 和七段共阴LED 数码管构成计时显示电路, 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信号。

关键词：计数器；24秒倒计； 译码显示电路； 控制电路 ；报警电路

Abstract

The 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 and 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,

`

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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。 `

2

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

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

1 学

号：

课 程 设 计

题 目

学 院

专 业

班 级

姓 名

指导教师

年 月 日 2 课程设计任务书

学生姓名： 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

3 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。