篮球比赛24s计时器

数字电子技术课程设计任务书院（系）：信息工程系

目录

一、设计任务 (1)

1.1总设计要求 (1)

1.2个人设计任务 (1)

二、系统设计方案论述 (1)

三、各模块设计 (1)

3.1震荡分频电路 (1)

3.2 定时电路 (2)

3.2.1 功能描述 (2)

3.2.2 设计思路及实现 (2)

3.2.3 电路仿真 (3)

3.3 显示电路 (3)

3.3.1 功能描述 (3)

3.3.2 设计思路及实现 (4)

四、系统电路设计 (5)

4.1由各功能模块连成的系统电路图 (5)

4.2系统仿真图 (6)

4.3系统下载测试结果 (6)

五、总结与体会 (7)

一、设计任务

1.1总设计要求

设计一个用于篮球比赛的进攻24s计时器，要求如下：

1 计时器可以从24s递减计时，时间间隔0.1s。

2 计时器具有24s显示功能，显示精度为0.1。

3 计时器具有外部控制直接清零、启动、暂停/连续功能。

4 当按下清零键时，计时器显示00.0.当按下启动键时，计时器从24s开始递减计时工作。在计时器工作时，按下暂停/连续键，计时器停止计时，当再按下暂停/连续键时，计数器将继续倒计时工作。

5 当计时器递减计时到零时，计数器发出声光报警信号，同时显示00.0；当按下清零键时，声光报警解除。

1.2个人设计任务

设计并调试24s定时计数功能模块。构建24进制减法计数器，计数器时钟脉冲使用10hz系统脉冲，计数器置数端接入按键fuwei，实现时间预置和计时启动。同时，计数器设置暂停功能，可由外部信号控制计数暂停与开始。计数值接入显示电路进行实时倒数计数显示，当计数置减为零时，计数器计数停止，并发出警报信号，等待置数清零指令。

二、系统设计方案论述

篮球比赛进攻24s计时器主要由震荡分频电路、定时电路、声光报警电路、译码显示电路和控制电路5大部分组成。震荡分频电路是定时脉冲信号；定时电路包括时钟信号发生器、定时计数器和译码显示器；控制电路包括清零、复位、暂停/连续和限定时间到报警灯。

三、各模块设计

3.1震荡分频电路

时钟信号由试验箱提供。给74161 1Khz时钟信号，给计时器10hz时钟信号。

3.2.1 功能描述

定时电路可以实现24秒种定时显示，并具有置位、暂停/连续、清零、警报功能。当定时电路收到复位信号时，电路进入倒计时状态，计时起始数值为24，每隔0.1秒钟数值减一，电路同时将当前时间信息送入显示电路进行实时显示。计时过程中，电路可接受复位、清零或暂停/连续指令，以实现新一轮计时的开始或对当前定时进行暂停。当24s的计时周期完成且未受到暂停指令时，计时电路将自动停止在零时刻，并发出警报信号，直至电路被重新置位，等待新一轮计时开始。

3.2.2 设计思路及实现

时钟信号可采用试验箱上的clk4，10hz的时钟信号。24.0减0.1定时器可由三个十进制可逆计数器74192构成。使用74192的置位端进行计数置位，并通过锁脉冲的方式，实现计数暂停与开始。将计数器的值送入动态显示电路进行译码显示。实现电路图如下。

图3 计时电路图

图4 计时电路仿真图

抢答时间为60s，Q[8..5]描述定时器的十位，Q[4..1]表示定时器的个位，从图中可以看出K1=0置数信号有效，这时抢答器时间定为在60，复位后，在时钟信号的作用下，抢答器以秒为单位进行倒计时。

3.3 显示电路

3.3.1 功能描述

显示电路对计时电路的输入信息进行译码，并驱动四位数码管对上述信息进行实时动态显示。

3.3.2 设计思路及实现

显示电路由74151构成四位八选一数据选择器，通过7448显示译码器在74163构成的三进制计数器的选通下实现四路数字信号动态显示。电路图如下。

八选一选择器

显示电路

图5 显示电路图

四、系统电路设计

4.1由各功能模块连成的系统电路图

图6 系统电路图

4.2系统仿真图

复位

暂停/连续

清零

图7 系统仿真图

4.3系统下载测试结果

主持人的正确的操作顺序：①k0=0复位②k0=1开始计时③k1=1暂停④k1=0连续⑤k2=1清零。

下载成功后试验箱显示24.0

k0=0；k1=0；k2=0

将k0=1，数码管开始倒计时，一次减0.1s。

将k1=1，数码管数字暂停。

将k1=0，数码管继续倒计时。

将k2=1，数码管清零。

将k0=0，数码管复位到24.0.

将k0=1，数码管倒计时，减到00.0时声光报警，将k2=1，声光报警停止。五、总结与体会

在这三天数电课程设计的学习中，让我受益颇多。一、让我养成了课前预习的好习惯。一直以来就没能养成课前预习的好习惯，但经过这三天，让我深深的懂得课前预习的重要。只有在课前进行了认真的预习，才能在课上更好的学习，收获的更多、掌握的更多。二、培养了我的动手能力。每个步骤我都亲自去尝试，不放弃每次锻炼的机会。经过这三天，让我的动手能力有了明显的提高。数电实验给人们带来了难以想象的便利与财富。对于这些实验，我在探索中学习、在模仿中理解、在实践中掌握。数电实验让我慢慢开始“摸着石头过河”。学习就是为了能自我学习，这正是实验课的核心，它让我在探索、自我学习中获得知识。三、教会了我处理数据的能力。实验就有数据，有数据就得处理，这些数据处理的是否得当将直接影响你的实验成功与否。经过这三天，我学会了仿真法等处理数据的方法，让我对其它课程的学习也是得心应手。

经过这三天的数电实验课的学习，让我收获多多。但在这中间，我也发现了我存在的很多不足。我的理论知识还不够强，当有些实验需要很强的理论知识时我还不能从容应对；我的探索方式还有待改善，当面对一些复杂的实验时我还不能很快很好的完成；我的数据处理能力还得提高，当眼前摆着一大堆复杂数据时我处理的方式及能力还不足，不能用最佳的处理手段使实验误差减小到最小程度

总之，数电课程设计让我收获颇丰，同时也让我发现了自身的不足。在实验课上学得的，我将发挥到其它中去，也将在今后的学习和工作中不断提高、完善；在此间发现的不足，我将努力改善，通过学习、实践等方式不断提高，克服那些不应成为学习、获得知识的障碍。在今后的学习、工作中有更大的收获，在不断地探索中、在无私的学习、奉献中实现自己的人身价值。