篮球24秒倒计时器课程设计报告

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。

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，它自动报警从而判定此球员的违例。

本设计主要能完成一下功能：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，控制计时器的直接复位、启动和暂停/继续功能；在直接复位时，数码管显示为“24”；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“00”时，数码显示器不灭灯，并且直接回到“24”，同时报警电路发出光电报警信号等。

整个电路的设计借助于Multisim仿真软件以及数字电路相关理论知识，并在Multisim下设计和进行仿真，得到了预期的结果。

1、总体设计思路、基本原理和框图

1.1设计思路

本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球比赛24秒倒计时器。此计时器功能齐全，具有直接复位、启动、暂停|继续以及光电报警功能，同时使用了两个共阴极数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和继续功能，可以方便地在中途实现暂停计时功能。当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。

此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下5个部分组：秒信号产生模块、计时模块、控制模块、译码显示模块以及报警电路模块。在设计此倒计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。

篮球比赛24秒倒计时系统的主要功能包括：进攻方24秒倒计时和计时结束警报提示。秒信号产生电路由555定时器构成的多谐振荡器和74LS90构成的分频器构成，为计数电路提供计数秒脉冲。攻方24秒倒计时，当比赛准备开始时，屏幕上显示24秒字样，当比赛开始后，倒计时从24逐秒倒数到00。这一计时模块主要是利用双向计数器74LS192来实现；控制电路主要利用SR锁存器的锁存功能和计时电路的反馈信息来控制电路的计时模块，以实现倒计时器的多项功能。当计数器计时到零时，警报电路给出发光提示和提示音。这部分电路主要通过一些门电路来实现。