篮球24秒倒计时器设计

湖南工业大学

课程设计

资料袋

电气与信息工程学院（系、部）2016～2017 学年第 1 学期课程名称电子技术课程设计指导教师黄卓冕职称讲师

学生姓名谢富专业班级电气工程1401 学号14401300114

题目篮球比赛24秒计时器设计

成绩起止日期2016 年11 月14 日～2016 年11 月18 日

目录清单

湖南工业大学

课程设计任务书

2016年～2017学年第1 学期

电气与信息工程学院（系、部）电气工程专业1401 班级课程名称：电子技术课程设计

设计题目：篮球比赛24秒计时器设计

完成期限：自2016 年11 月14 日至2016 年11 月18 日共 1 周

安排2016.11.15--17 学生进行设计

2015.11.18 学生修改、打印设计报告

主要参考资料[1] 康华光电子技术基础模拟部分（第五版）高等教育出版社 2007年

[2] 欧伟明. 实用数字电子技术. 北京：电子工业出版社，2012

[3] 陆应华. 电子系统设计教程. 北京：国防工业出版社，2005

[4] 李忠波等. 电子技术仿真与实践. 北京：机械工业出版社，2004

指导教师（签字）：年月日

系（教研室）主任（签字）：年月日

电子技术课程设计

设计说明书

起止日期：2016 年11 月14 日至2016 年11 月18 日篮球比赛24秒计时器设计

学生姓名谢富

班级电气工程1401

学号14401300114

成绩

指导教师(签字)

电气与信息工程学院（部）

篮球比赛24秒计时器设计

设计目的及要求

一、设计要求

（1）设计指标

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，同时发出光电报警信号。

6、将24秒递减计时器改为24秒递增计时器，试问电路要作哪些相应的改动。

它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路（简称控制电路）和报警电路等五个部分组成。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，而控制电路是控制计时器的直接清零、启动计数和暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。

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之间的时序关系：

1．操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。

2．当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP（秒脉冲信号），同时计数器完成置数功能，数码显示器显示24秒

字样；当启动开关断开时，计数器开始计数。

3．当暂停/连续开关闭合时，控制电路封锁时钟信号CP，计数器处于锁存状态；当暂停/连续开关断开时，计数器继续累计计数。

（2）设计要求

1、画出电路原理图（或仿真电路图）；

2、元器件及参数选择；

3、列出实验数据和时序波形。

4、电路仿真与调试（用EWB软件）；

设计任务

一、计时器概述

1、计时器的特点及应用

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的应用是相当普遍的。

在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒，否则就违例了。本课程设计“智能篮球比赛倒计时器的设计”，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违例。

二、电路设计原理及单元模块

1、设计原理

24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太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。

译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在实验中可用发光二极管代替。

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秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行倒计时，逐秒倒计到零。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

钟脉冲信号通过一个与门将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。

2、设计方案

图1、电路框图

总体电路说明：

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。由于该系统特殊的需要，到计时器到零时，通过停止控制电路使计数器停止计数并发出蜂鸣警报。

3、单元模块

3.1、所用各个芯片功能

3.1.1、555定时器

555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部