篮球24S可控计时器

EDA设计基础实验课程论文

题目篮球24S可控计时器

学院通信与电子工程学院

专业班级电子101

学生姓名大彬哥

指导教师大力会

2013年6月18日

摘要

本次设计是基于FPGA的篮球计时器设计，利用Verilog HDL语言和Quartus II软件以及FPGA的实验操作平台来实现的。重点是用硬件语言Verilog HDL来描述篮球计时，偏重于软件设计。本次通过Verilog HDL语言编写一个具有显示24秒倒计时功能的计时器，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。

关键词：Verilog HDL语言 Quartus II软件篮球计时器

Abstract

This design is the basketball timer design based on FPGA, using Verilog HDL language and Quartus II software and FPGA experimental platform to achieve. The focus is on using Verilog language HDL to describe time basketball, focused on the software design. Through this Verilog HDL language with a display timer of 24 seconds countdown timer, timer of 24 seconds decrease time the time interval of 1 second; timer decrease time to zero, digital display does not light, issued at the same time, photoelectric alarm signal.

Keywords: Verilog HDL Quartus II basketball timer

目录

摘要........................................................................................................................................ I Abstract ..................................................................................................................................... II 目录. (1)

前言 (2)

第一章计时器概述 (3)

1.1篮球竞赛24秒计时器功能 (3)

1.2 设计任务及要求 (3)

1.2.1基本要求 (3)

1.2.2 设计任务及目标 (3)

1.2.3 主要参考器件： (3)

第二章电路设计原理与单元模块 (4)

2．1 设计原理 (4)

2．2 设计方案 (5)

2．3 单元模块 (6)

2.3.1 8421BCD码递减计数器模块 (6)

2.3.2 时钟模块 (8)

2.3.3 辅助时序控制模块 (9)

2．3．4 译码显示模块 (10)

第三章安装与测试 (13)

3.1 电路的安装 (13)

3.2 电路的调试 (13)

3.3编译和仿真波形 (13)

3.3.1 仿真分析及结论 (14)

3.3.2 故障分析和解决 (14)

第四章实验体会 (15)

结论 (16)

结论 (16)

致谢 (17)

参考文献 (18)

附录 (19)

前言

数字电子技术课程设计是数字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。

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。此电路是一时钟产生，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。

第一章计时器概述

1.1篮球竞赛24秒计时器功能

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。

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）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。

1.2.3 主要参考器件：

555 74LS08（1）