秒计时器的设计详解
24秒计时器设计报告
24秒计时器设计报告概述本文将介绍一个基于硬件电路的24秒计时器的设计过程。
该计时器可用于篮球比赛等需要精确计时的场合。
我们将逐步讨论设计思路和实施步骤。
设计思路我们的目标是设计一个简单而可靠的24秒计时器。
基于硬件电路的设计通常比软件实现更加稳定和精确。
我们将采用数字集成电路和准确的时钟源来实现计时功能。
步骤一：选择计时器芯片首先，我们需要选择一个合适的计时器芯片。
为了满足精确计时的要求，我们选择了XX型号的计时器芯片。
该芯片具有高精度的时钟源和适配器接口。
步骤二：设计电路原理图在这一步中，我们将根据计时器芯片的规格书设计电路原理图。
根据芯片的引脚定义，我们将确定输入按钮、显示器和报警器的连接方式。
同时，我们需要为芯片提供稳定的电源电压。
步骤三：制作电路板基于电路原理图，我们将制作一个电路板来实现计时器的电路部分。
我们可以使用PCB设计软件来绘制电路板图纸。
然后，我们可以通过特殊的设备将电路图纸转换为实际的电路板。
步骤四：组装计时器外壳当电路板制作完成后，我们将把它安装在一个适当的外壳内。
外壳可以保护电路板免受损坏，并提供按钮和显示器的合适位置。
步骤五：测试和调试在计时器完成组装后，我们将进行测试和调试。
我们将检查所有的功能是否正常工作，包括按钮操作、计时显示和报警器响铃。
如果发现问题，我们将修改电路或芯片的设置。
结论通过以上步骤，我们成功地设计和制作了一个24秒计时器。
这个计时器具有高精度、可靠性和易操作性的优点。
通过硬件电路的实现，我们可以确保计时的准确性，从而满足各种场合的计时需求。
注意：本文中的计时器设计仅为示例，实际设计可能需要根据具体要求进行调整和改进。
30秒倒数计时器设计课件
一．实验目的理解倒计时器工作原理，实现以中小规模集成电路设计计时器的方法，它是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
它是由时钟脉冲产生电路、计数电路、译码驱动及显示电路、报时电路及电源电路组成。
时钟脉冲采用555定时器构成多谐振荡电路产生，通过EDA软件Multisim10绘制了电子电路仿真原理图，并进行仿真，同时用万能板焊接制作了硬件实现电路。
二．系统原理框图图1系统原理框图一．1秒脉冲发生器：秒脉冲信号发生器需要产生一定精度和幅度的矩形波信号。
实现这样矩形波的方法很多，可以由非门和石英振荡器构成，可由单稳态电路构成，可以由施密特触发器构成，也可以由555点哭构成等。
不同的电路队矩形波频率的精度要求不同，由此可以选用不同电路结构的脉冲信号发生器。
本实验中由于脉冲信号作为计数器的计时脉冲，其精度直接影响计数器的精度，因此要求脉冲信号有比较高的精度。
一般情况下，要做出一个精度比较高的频率很低的振荡器有一定的难度工程上解决这一问题的办法就是先做一个频率比较高的矩形波震荡器，然后将其输出信号通过计数器进行多级分项，就可以得到频率比较低精度比较高的脉冲信号发生器，其精度取决于振荡器的精度和分级项数。
2．30秒减法计数器： 30秒减法计数器采用74LS192设计，74LS192是十进制同步加法|减法计数器，采用8421BCD码编码，具有直接清零异步置数功能。
3.控制电路按照系统的要求，电路应该完成以下4个功能；1）当操作直接清零按键时，要求计数器清零。
2）当启动按键闭合时，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，显示器显示30秒字样。
当启动按键释放时，计数器开始减法计数。
3）当暂停连续开关处于暂停状态时，控制电路封锁计数脉冲，计数器停止计数，显示器显示原来的数，而且保持不变，当暂停连续开关处于连续状态时，计数器正常计数，另外，外部操作开关都应该采取消抖措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。
30秒计时器设计报告资料
30秒计时器设计报告资料设计报告资料：30秒计时器【一、项目概述】本项目旨在设计一个30秒计时器，能够在用户设定的时间内精准计时，同时显示剩余的时间，并且在倒计时结束时发出提醒音。
【二、项目需求】1.设计一个可调节的计时器，用户可以通过设置按钮来调整计时时间。
2.使用LCD显示剩余时间，以便用户能够清楚地看到剩余多少时间。
3.在倒计时结束时能够发出声音提醒用户。
【三、硬件设计】1. 主控芯片：使用Arduino Uno作为主控芯片。
2.倒计时显示屏：使用16x2字符LCD显示屏，能够显示剩余时间。
3.按钮：使用两个按钮，一个用来增加时间，一个用来减少时间。
4.喇叭：使用一个喇叭用于发出提醒音。
【四、软件设计】1.初始化：设定默认的计时时间为30秒，并将剩余时间显示在LCD 上。
2. 按钮检测：使用Arduino的digitalRead(函数来检测按键是否按下。
3.按钮处理：根据按钮的不同，增加或减少计时时间，并在LCD上更新剩余时间。
4. 计时：使用Arduino的millis(函数来获取当前时间，并与设定的倒计时时间相减，得到剩余时间，并在LCD上更新。
5.提醒音：当剩余时间为0时，发出提醒音。
【五、关键技术】1. 使用Arduino Uno作为主控芯片，能够方便地编程和控制其他硬件模块。
2.使用16x2字符LCD显示屏，能够显示剩余时间，并且在计时过程中能够实时更新。
3.使用按钮进行计时时间的调节，能够方便地对计时时间进行设置。
4.使用喇叭发出提醒音，提醒用户计时结束。
【六、预期成果】通过完成本项目，可以得到一个功能完善的30秒计时器，用户可以通过按钮来调节计时时间，并能够清晰地看到剩余时间的显示。
同时，在倒计时结束时会发出提醒音，提醒用户时间到了。
【七、项目进度安排】1. 第一周：收集所需硬件和软件资料，搭建开发环境并熟悉Arduino编程技术。
2.第二周：完成硬件设计，连接主控芯片、LCD显示屏、按钮和喇叭，并进行初步调试。
00-59秒计时器设计
00－59秒计时器一、课题目的1、设计目的及意义（1）设计目的1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法。
（2）设计意义1）了解单片机系统构成；2）了解单片机开发流程；3）培养自主学习的能力；4）构建电子系统知识体系；5）切实培养单片机应用系统的实践设计开发能力；6）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
2、总体设计方案（1）设计要求1）该计时器具有计时秒表的功能，计时范围为00—59秒；2）利用软件延时实现一秒计时功能；3）设计开始、暂停和清零按钮；4）计时时间利用数码管显示。
（2）设计原理本设计要求进行计时并在数码管上显示时间，分为时钟电路、按键电路、显示电路和单片机四大部分，这些模块中单片机占主控地位。
在设计过程中，用一个存储单元作为秒计数单元，当一秒钟到来时，就让秒计数单元加1，当秒计数达到60时，就自动返回到00，从新计数。
对于秒计数单元中的数据要把它十位数和个数分开，方法采用对10整除和对10求余。
一秒时间的产生采用软件延时的方法来完成，经过精确计算得到1秒时间为1.002 秒。
在数码管上显示，通过查表的方式完成。
表1数码管对应段位码（3）电路原理图图1电路原理图（4）单片机开发板原理及部分功能说明STC89C52RC是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器（FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory）的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。
STC89C52完全兼容AT89C51 AT89C52 AT89S51 AT89S52 而且加入了更多新功能, 它内部有1280字节的SRAM、8-64K字节的内部程序存储器、2-8K字节的ISP引导码、除P0-P3口外还多P4口(PLCC封装)、片内自带8路8位AD(AD系列)，片内自带EEPROM、片机自带看门狗、双数据指针等。
《秒表的设计与制作》课件
可以增加计次、计圈、计时区间、定时等功能，根据硬件和软件设计要点增加相应的功 能和控制。
3 如何避免秒表过度耗电？
避免过度亮屏、采用Sleep模式等方法可以避免秒表过度耗电，延长电池使用寿命。
《秒表的设计与制作》 PPT课件
本课件将详细讲解秒表的设计和制作，包括硬件和软件设计，以及元器件选 择和电路调试。欢迎一同探索。
秒表简介
作用
秒表是用于精确计时的仪器，可秒表可测量任 意时间并精确到0.01秒。
常见应用
秒表广泛应用在计时赛事、运动训练、科学实 验等领域。
计时器的原理
机械计时器原理
机械计时器一般由钢铁齿轮和弹簧组成，通过弹簧 的释放，带动齿轮转动来计时。
硬件设计
1
电路图
电路图是秒表硬件设计的基础，需要设
元器件选择
2
计每个元器件在电路中的连接方式。
元器件的选择需要考虑准确性、兼容性
和易用性，比如需要选择高精度的时钟
芯片和易于调试的显示器件。
3
软件设计
通过编程来控制秒表的显示和计时方式，
必须考虑精度和易用性。
代码实现
4
根据设计要点和硬件设计，通过编程来 实现秒表的功能，需要仔细调试确保准
电子计时器原理
电子计时器一般由时钟芯片和数码显示器组成，时 钟芯片内部通过晶体振荡来计时并显示在数码显示 器上。
秒表设计要点
1 准确性
准确性是秒表最重要的设计要点，需要选择高精度元器件和优化电路设计。
2 兼容性
秒表需要与其他设备兼容，比如可通过USB连接外部计算机，方便数据处理。
3 易用性
秒表的操作简单易用，按钮需要大而明显，方便用户掌握。
秒计时器的设计详解
引言《课程设计》是为了让我们更好的理解所学知识，体会理论与实践之间的联系，将所学理论真正用到实处。
作为一名合格的大学生不仅需要有扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力；《课程设计》这门课程就给了我们这样一个机会。
此次课程设计，让我们用所学的数字电子技术的基础知识，设计一个秒计时器，不仅能够加深我们对电子系统设计过程的理解，而且有助于我们对书本知识的进一步深化。
本作品的实现全部采用各种门电路及计数器芯片，利用自锁开关对电路进行控制，并且计时器具有十秒报警功能。
1 设计任务及要求1.1 设计任务设计并制作一个秒计时器1.2设计要求1) 有秒计时显示功能；2) 设定外部操作开关，控制计时器的清零、启动和暂停/连续功能；3) 计时器为秒递减或递加计时器，其计时间隔为1s；4) 计时器计时值为10秒的整数倍时，有提示。
2 系统各部分设计方案介绍2.1 设计总体方框图图2.1.1 系统框图2.2 系统各部分设计方案介绍2.2.1 秒脉冲发生器的设计A、方案一：利用运放构成振荡器分析：该方案电路比较简单，计算相对容易。
但是，运放振荡输出不是TTL电平，需要加一个正向偏移电平才能为后级电路所用，而且该方案输出波形的边沿不够陡峭，运放一般要采用双电源供电，调节也较为困难，实现起来不太方便。
综合考虑，不采用此方案。
B、方案二：对晶体振荡器的输出进行分频分析：晶体振荡器的输出虽然很稳定，但是输出频率一般较高，如果对其进行分频，需要用到多级电路，这样中间误差会变大，而且会提高制作成本，且晶体振荡器的输出一般为正弦，要得到方波，还需要整形，这又增加了电路设计与调试的复杂度。
因此，不采用该方案。
C、方案三：利用555产生1KHz脉冲，再对其进行一千分频分析：555产生脉冲的的电路不仅具有简单、易调节的特点，而且产生的脉冲较为稳定，输出电平为TTL电平，无需整形就可以直接运用于后级电路的输入，非常符合本课题的设计要求。
设计的详细过程：①产生脉冲的电路。
秒倒计时器的设计(课程设计)
目录一、计时器概括 (1)1、计时器的特色及应用 (1)2、设计任务及要求 (1)二、电路设计原理及单元模块 (1)1、设计原理 (1)2、设计方案 (2)3、单元模块 (3)3.1、所用各个芯片功能 (3)3.2、各单元电路 (7)四、安装与调试 (11)1、电路的安装 (11)2、电路的调试 (12)五、结论与心得 (12)六、参照文件 (13)1、总电路图 (14)2、元件清单 (14)3、实物 (15)24秒倒计时器的设计和制作一、计时器概括1、计时器的特色及应用在很多领域上当时器均获得广泛应用，诸如在体育竞赛，准时报警器、游戏中的倒时器，交通讯号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机，还能够用来做为各样药丸、药片，胶囊在指准时间提示用药等等，因而可知计时器在现代社会的应用是相当广泛的。
在篮球竞赛中，规定了球员的持球时间不可以超出24 秒，不然就违例了。
本课程设计“智能篮球竞赛倒计时器的设计”，可用于篮球竞赛中，用于对球员持球时间 24 秒限制。
一旦球员的持球时间超出了24 秒，它自动的报警进而判断此球员的违例。
2、设计任务及要求设计一个 24 秒倒计时器，详细功能要求以下：1、用小规模集成电路设计24 秒倒计时电路；2、用 555 准时器产生 1Hz 的标准脉冲信号；3、当计时器显示00，同时报警；4、计时器应拥有清零、启动、暂停/持续计时等控制功能。
二、电路设计原理及单元模块1、设计原理24 秒计时器的整体参照方案框图如图 1 所示。
它包含秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和协助时序控制电路（简称控制电路）等五个模块构成。
其上当数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器达成24 秒计时功能，而控制电路达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、准不时间到报警等功能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和准时标准，但本设计对此信号要求其实不太高，故电路可采纳555 集成电路或由TTL 与非门构成的多谐振荡器构成。
24秒倒计时器的设计解析
赣南师院物理与电子信息学院数字电路课程设计报告书2.2 单元模块2.2.1 信号发生部分秒脉冲的产生由555定时器所组成的多谐振荡电路完成。
电路图如下图所示。
当开关断开时，555定时器产生周期为1s的脉冲；当开关闭合时，电路不能输出信号，于是没有脉冲输入74LS192中，故74LS192在保持状态，即实现暂停功能。
图2 信号发生电路2.2.2 倒计时部分24秒倒计时电路。
这部分电路的主体部分在时钟脉冲的输入情况下工作，下面进行具体分析。
计数器的倒计时功能。
用两片74LS192分别做个位（低位）和十位（高位）的倒计时计数器，由于本系统只需要从开始时的“24”倒计到“00”然后停止，所以，这里的高位不需要做成六十进制的计数器。
因为预置的数不是“00”，所以我选用置数端LOAD来进行预置数。
时钟脉冲分别通过两个与门才再输进个位（低位）的down端，当停止控制电路送来停止信号时，截断时钟脉冲，从而实现电路的停止功能。
低位的借位输出信号用作高位的时钟脉冲。
两片计数器具体接法。
Vcc、UP接+5V电源，GND接地；时钟脉冲从与门输出后接到低位的down，然后从低位BO’接到高位的down；输入端低位C、高位B接电源，其他引脚和CLR都接地。
LOAD接到开关C的活动端，C 的另外两引脚分别接G的活动端和地。
而G的另外两个引脚分别接到电源和地。
图3 24秒倒计时电路2.2.3 停止控制电路倒数计数器到零时，需要将电路转换到“24”并且停住。
现在选取计数器到零的状态24秒计到“00”，从各引脚引出线接到二脚与非门，当计数器从“00”状态转换到“99”时，用与非门把该状态转换成低电平（其余时间为高电平）控制LD。
使电路转换到“24”。
由于数字99是在很短的时间才能看到，用肉眼是看不到的，于是能实现从“00” 到“24”的转换。
再通过与非门所组成的触发器的输出端输出低电平，使74LS192处于保持状态。
这样就实现了转换并停止的电路。
时、分、秒计时器的设计报告
时、分、秒计时器的设计一、实验目的掌握数码管动态显示的基本方法；掌握键盘按键控制的实现方法；根据已知电路和设计要求在实验板上实现时、分、秒计时器。
二、实验内容1、在STC89C52实验平台上实现时、分、秒时钟，4位数码管上显示分、秒或者时、分。
2、应用键盘控制时间的显示。
键盘按键控制“切换时分、分秒显示”、“启动停止”、“加秒显示内容”、“加分显示内容”、“加时显示内容”。
3、根据已知电路和设计要求在PROTEUS平台仿真实现时钟系统。
三、实验原理流程图如下所示：11、主程序流程图2、定时器/计数器T0中断服务程序流程图5 仿真分析在Proteus ISIS的80C51中载入程序生成的HEX文件，按开始符号运行，在数码管上观察程序运行结果，系统仿真结果如图5.1所示。
设计功能如下：（1）、初始状态：未按键之前，上电，数码显示00-00-00。
程序运行后，从秒针开始自动运行。
当秒数到59后，下一秒自动变为00，分针变为01，以此类推。
（2）、调整状态：仿真运行过程中，按p0键，系统暂停，此时，继续按p0无效。
第三次按p0，又开始，如此循环。
（3）、设置状态：按下p0暂停后，按p1，则时针加一，按下p2，则时针减一；按两下p0，在按下p1，则分针加一，按下p2，则分针减一。
时间显示格式为：时分秒；误差分析：实际程序到实验板中的电子钟显示存在一定的误差，误差来源可能为三个方面：第一，在程序运行过程中，时钟周期的不精确导致机器周期与理论值存在一定的差别；第二在中断一秒显示过程中，一些指令需要消耗一定的机器周期，使得一秒延时比实际要长；第三在键抖动的反应程度在运行中比较慢。
25.1实例仿真总结通过这次的课程设计我认识到我对单片机的知识学的太少了，对于书本上很多知识还不能灵活运用，都需要去巩固加强，我会在以后的学习中弥补我的不足。
我也了解了80C51集成环境和PROTEUS仿真软件的使用，用此软件练习电子时钟的设计，不仅使我熟悉了软件的使用方法，而且复习了单片机编程的相关知识。
电子秒表的设计
电子秒表的设计电子秒表是一种用于测量时间间隔的电子设备，可以用来计算时间，计时等。
其设计包括硬件和软件两个部分。
下面将详细介绍电子秒表的设计。
一、硬件设计1.微控制器电子秒表的核心是微控制器，它控制整个系统的运行。
常用的微控制器有单片机、FPGA、DSP等。
其中，单片机是一种常用的微控制器，如AT89C51、STC89C52等。
这些单片机具有价格低廉、可靠性高、易于编程等优点。
2.按键电子秒表需要用到开始、停止、重置等按键，以便用户可以控制秒表的计时。
这些按键连接到微控制器的IO口上，通过软件程序实现其功能。
3.显示器电子秒表需要一个显示器来显示计时结果。
常用的显示器有LED数码管、LCD 液晶显示屏等。
其中，LED数码管具有亮度高、寿命长、价格低廉等优点，但是只能显示数字，不能显示文字。
LCD液晶显示屏可以显示数字和文字，但是价格较高。
4.定时器电子秒表需要用到定时器来计时时间。
常用的定时器有硬件定时器和软件定时器两种。
硬件定时器通常使用计时器芯片来实现，如CD4060等。
软件定时器则是通过微控制器内部的定时器来实现的。
二、软件设计1.程序流程图在软件设计阶段，首先要画出程序流程图，以便更好地理解程序的执行过程。
程序流程图是一种用图形方式表示程序执行过程的工具，它可以帮助程序设计者更好地理解程序结构，从而更容易编写程序。
2.程序代码根据程序流程图，我们可以编写程序代码。
在程序代码中，我们需要定义各个变量、声明函数、编写各个模块的程序逻辑等。
下面是一个简单的电子秒表程序代码的示例：#include <reg52.h> // 包含单片机头文件typedef unsigned int ui; // 定义无符号整型数变量typedef unsigned char uc; // 定义无符号字符型数变量sbit K1=P3^3; // 开始按钮sbit K2=P3^4; // 停止按钮sbit K3=P3^5; // 重置按钮uc code table[]={ // 显示时间的程序表0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, // 0~7号位的显示数据0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71 // 8~15号位的显示数据};ui num=0; // 计时器变量uc time=0; // 计时器计时结果变量uc count=0; // 软件定时器计数变量bit flag=0; // 软件定时器标志位void delay(ui x) // 延时函数{ui i,j;for(i=x;i>0;i--)for(j=112;j>0;j--);}void display(uc time) // 显示时间函数{P2=0xFE; // 选择第一位数码管P0=table[time/10]; // 显示时间的十位数字delay(5); // 延时消隐P2=0xFD; // 选择第二位数码管P0=table[time%10]; // 显示时间的个位数字delay(5); // 延时消隐}void main() // 主函数{while(1) // 循环执行程序{if(K1==0) // 如果按下开始按钮{K1=1; // 松开开始按钮num=0; // 清零计时器变量numflag=1; // 软件定时器标志位flag置1}if(K2==0) // 如果按下停止按钮{K2=1; // 松开停止按钮num=num/10; // 清零计时器变量num的高位数字display(num); // 显示计时器变量num的值}if(K3==0) // 如果按下重置按钮{K3=1; // 松开重置按钮下面详细介绍电子秒表的设计：总体架构设计。
秒表倒计时定时器的设计
第一章概述
1.1概述
电子秒表的主电路主要采用基本RS触发器、时钟发生器、复位电路、计数、译码显示电路和共阴极数码管等构成。本设计大多数采用数字电路，其原因是数字电路具有抗干扰性强、精度高、保密性好、容易处理信息、互换性好、实现计数功能和成本低（重点）等特点。
图2.1 89C51单片机
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
由于是通过555 多谐振荡器新生计数脉冲，电源的稳定性影响着振荡器的输出频率的精确性。所以电源电路要保证输出电压稳定在5V 。
篮球比赛24秒计时器设计以及简单说明
篮球比赛24秒计时器设计
一、各部件说明：
1、开关KA：清零功能。
当开关KA置高电平时，不管计数器处于什么状态，直接清零。
2、开关KB：置数功能。
清零开关KA置低电平情况下，当KB处于低电平时，计数器置数，数码管显示“24”，处于等待状态。
3、开关KC：暂停/继续计数功能。
计数器开始递减计数过程中，当开关KC处于低电平时，数码管保持当前状态；当开关置为高电平时，计数器继续递减计数。
4、LED-D1：发光二极管。
当计数器递减为零的同时，D1发光。
5、SPEAKER-LS1：声音报警器。
当计数器递减为零的同时，LS1配合Ｄ1完成声光报警功能。
二、操作说明：
1、开始时，开关KA、KB均置低电平，KA置为高电平。
开关KA为高电平，完成清零操作，再置为低电平。
此时数码管显示“24”，预示比赛即将开始。
2、计数器开始递减计数过程中，若有球员犯规需暂停计时，则开关KC置为低电平；继续比赛，则置为高电平。
３、若球员在24s内完成进攻，则将KC置为低电平，即本次进攻结束，准备下次进攻。
开关KC重新置为高电平时，预示下次进攻开始。
４、若球员在24s内无法完成进攻，则计数器递减为零时，声光报警器工作，表明进攻违例。
秒表计时器数字逻辑课程设计
秒表计时器数字逻辑课程设计
一、设计目的
通过设计并制作一个秒表计时器，使学生掌握数字逻辑电路的基本原理，熟悉常见数字逻辑门电路的特性和应用，培养实际动手能力和解决问题的能力。
二、设计任务
设计一个具有启动、停止和重置功能的秒表计时器；
使用数字逻辑门电路实现计时器的控制逻辑；
设计一个显示电路，用于显示计时器的计数值；
编写控制程序，实现计时器的自动计时、停止和重置功能。
三、设计步骤
确定计时器的功能需求，设计控制逻辑电路；
选择合适的数字逻辑门电路，如与门、或门、非门等；
设计显示电路，选择合适的显示器，如LED数码管；
编写控制程序，实现计时器的自动计时、停止和重置功能；
搭建实验电路，测试计时器的功能是否符合设计要求；
优化和完善设计，确保计时器稳定可靠地工作。
四、设计要求
设计过程中要充分考虑实际应用的需求，注重实用性和可靠性；
设计过程中要注重电路的优化和简化，降低成本和功耗；
编写程序时要注重代码的可读性和可维护性，遵循良好的编程规范。
五、总结
通过本次课程设计，学生可以深入了解数字逻辑电路的基本原理和应用，掌握常见数字逻辑门电路的特性和应用，提高实际动手能力和解决问题的能力。
同时，学生还可以学习到如何根据实际需求进行电路设计和程序编写，为后续的学习和工作打下坚实的基础。
秒计时器电路设计
数字电路课程设计说明书学院名称：班级名称：学生姓名：学号：题目：指导教师姓名：起止日期：目录第一部分：正文部分 (1)一、选题背景 (1)二、方案论证 (1)2.1 功能要求 (1)2.2 实现方案 (1)三、过程论述 (1)3.1倒计时计数器 (2)3.2 秒脉冲产生电路 (3)3.3 信号转换器 (4)3.4 完整电路图 (5)四、结果分析 (5)五、结论 (7)第二部分：图纸部分 (7)一、电路图纸 (7)二、元件清单 (8)第三部分：参考文献 (8)第四部分：指导教师评语 (9)第五部分：成绩评定 (9)第一部分：正文部分一、选题背景随着“秒时代”的到来，人们的生活也更加精准和快捷，对计时准确性和可靠性的要求越来越高。
人类社会正处于高度发达的信息化社会，而信息化社会的进步又离不开电子产品的进步与革新。
随着工业水平的飞速发展，在很多领域需要集成数以万计的电子器件来控制和操作多种繁琐的操作和功能，从而提高生产的效率，促进经济的发展。
计时器在生活中的应用极其广泛，不胜枚举。
诸如各项运动赛事的计时，定时警报，交通信号灯，以及各种航空航天、智能家居等多领域的计时功能，它已经渗透到了我们生活的大大小小各个方面，成为科学技术发展不可或缺的重要组成之一。
本设计应用基本数字电路知识，用数码管作倒计时显示，最终实现从59s～00s的倒计时功能。
二、方案论证2.1 功能要求（1）能够实现从59到00的60秒倒计时计数功能，时间间隔为1秒，数码管显示计数值；（2）提供外部操作开关，控制计数器的开始计数功能；（3）计数器递减计时，到00时，发光二极管点亮提示计数结束。
2.2 实现方案依据功能要求，该秒计数器系统主要应由秒脉冲信号发生器、倒计时计数电路以及信号转换器组成，原理框图如图1所示。
秒脉冲信号发生器是该系统中的倒计时计数电路的标准时钟信号源。
倒计时计数器输出一组驱动信号T0，然后点亮发光二极管提示计数结束。
数字秒表设计
数字时钟（秒表）秒表是人们日常生活中常用的测时仪器，它能够简单的完成计时、清零等功能，从一年一度的校际运动会到NBA、世界杯、奥运会，都能看到秒表的身影。
请详细分析秒表的计时策略和实现方法，给出相应的设计方案和仿真结果。
一、系统设计要求设计一块数字秒表，能够精确反映计时时间，并完成复位、计时功能。
秒表计时的最大范围为1小时，精度为0.01秒。
秒表可得到计时时间的分、秒、0.1秒等度量，且各度量单位间可正确进位。
当复位清零有效时，秒表清零并做好计时准备。
任何情况下，只要按下复位开关，秒表都要无条件的进行复位操作，即使在计时过程中也要无条件的清零。
设置秒表启动/停止开关。
按下该开关，秒表即刻开始计时，并得到计时结果；放开开关时，计时停止。
二、系统设计方案根据上述设计要求，可以预先设计若干个不同进制的计数器单元模块，然后将其进行例化组合来得到数字秒表系统。
要满足数字秒表的精度，首先要获得精确的计时基准信号，这里的系统精度要求为0.01秒，因此必须设置周期为0.01秒的时钟脉冲。
1/100秒、秒、分等计时单位之间的进位转换可以通过不同进制的计数器实现，我们分别设计十进制计数器和六进制计数器，每位计数器均能输出相应计时单位计数结果，其中，十进制计数器可以实现以0.01秒、0.1秒、1秒和1分为单位的计数，六进制计数器可以实现以10秒、10分为单位的计数，把各级计数器级联，即可同时显示百分秒、秒和分钟。
停止和启动功能可以通过计时使能信号完成。
信号有效时正常计时，否则没有脉冲输入到计数器，从而停止计时。
因为一旦按下复位清零开关数字秒表就无条件清零，因此其优先级必须高于计时使能信号。
数字秒表的系统框图如下图所示。
Clk0是周期为0.01秒的时钟脉冲，clr0为复位清零信号，en为计时使能信号，dataout[23…0]为输出信号，以不同的时钟周期为单位的计数器对所应的输入信号如下表所示。
三、VHDL编程数字秒表的实现主要依赖于两个计数器模块的设计：十进制计数器和六进制计数器。
篮球24秒计时器设计
篮球24秒计时器1设计内容及要求1.1具备显示24秒计时功能1.2计时器为递减工作，间隔为1S1.3递减到0时发声光报警信号1.4设置外部开关，控制计时器的清0，启动及暂停2方案选择和电路工作原理2.1分析要求，画原理框图24秒计时器的总体方框图如图2.1所示。
它包括秒脉冲发生器，计数器，译码显示电路，报警电路和控制电路等五个部分组成。
其中计数电路是系统的主要部分。
计数器完成24秒计时功能，而控制电路完成计数器的清零，启动，暂停等功图2.1原理框图能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，电路采用555集成电路组成的多谐振荡器构成译码显示电路用74LS48和共阴极七段LED显示器组成。
报警电路用发光二极管和蜂鸣器组成。
图2.2.1方案一电路图2.2方案选择2.2.1方案一电路如图2.2.1，该方案的计数部分是由具有十进制加计数功能的74LS90芯片和具有十六进制加计数功能的74LS161芯片等组成的减计数电路。
接通电源后，打开555多谐振荡电路发出秒脉冲。
将S2拨向连续，当S1置于“置数”位置时74LS90立刻置9，此时十位显示器显示数字2，而当脉冲上升沿输入74LS161时，该芯片第一次置数“11”，由于反向器作用，显示器显示”4”。
将S1拨向“计时”，电路开始倒计时。
当个位显示9后，LD的输入变为高电平，使161自动第二次置数15，个位显示0，同时74LS90计数加一，十位显示减一。
十位上的译码器的接线，使其只能在0，1，2之间循环。
当显示变为00时，自动停止计数，同时发出声光报警信号。
S2拨向“暂停”时，能实现即时暂停。
接通电源时，需注意将J1拨向置数位置，否则低位将会从F开始递减。
2.2.2方案二电路如图2.2.2，该方案计数部分有两片74LS192十进制可编程加/减计数器等组成。
它的计数原理是：只有当低位BO1端发出借位脉冲时，高位计数器才作减计数。
当高低位计数器全处于零，且低位没有脉冲输入时，置数端LD=0, 计数器完成并行置数，在低位有时钟输入的情况下，计数器再进行下一次减计数。
秒计时器设计报告
秒计时器设计报告 Prepared on 22 November 2020课程设计报告题目 30S定时器设计院部名称班级学生姓名学号指导教师目录44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、还可以用来做时间提醒设备等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。
本设计主要能完成：显示30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，数码管显示器全部显示为“0”；计时器为30秒递减计时其计时间隔为秒；计时器递减计时到零时，数码显示器不灭灯，同时发光二极管LED点亮，停止减计数等。
整个电路的设计借助于Multisim 仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multisim 下设计和进行仿真，得到了预期的结果。
一、电路设计原理与设计方案设计原理我们可以用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲，即输出周期为秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a，b，c，d，e，f，g）输出，显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的直接清零，启动和暂停/连续、译码显示电路的显示与灭灯及光电报警等功能。
设计方案该系统应包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)等几部分构成。
其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。
计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停、连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能以及工作时间的调节。
为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。
秒表时钟计时器的设计
秒表/时钟计时器的设计一．功能要求秒表/始终计数器要求用六位LED数码显示时，分，秒，以24小时计时方式。
使用按键开关可实现时分调整，秒表/时钟功能转换，省电等功能。
二．方案论证为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。
由于静态显示需要数据锁存器等硬件，接口复杂一些。
考虑时钟显示只有六位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以决定采用动态扫描法实现LED 的显示。
单片机采用8052，这样单片机可具有足够的空与硬件资源实现其他的扩展功能，如考虑到要用电池供电的话，则可采用LV系列单片机。
现今的计时器通常只能通过启/停按键实现断点计时的功能，即通过启/停按键来记录一段时间。
这种计时器查看的时间只能为计时结束时刻。
实际的应用中往往需要在不影响正常计时的基础上，能查看记录过程中的某些点的时间。
本课设即针对此问题，设计了一种能通过按键方式查看记录过程中任一时刻值的计时器。
这种计时器在查看中间值时不会影响整个记录过程，并且能把相应数据送入存储模块及显示模块，以便查看。
三．系统硬件电路的设计本系统采用AT89C52单片机作控制器，LED数码管,实现显示时、分、秒，以24小时计时方式。
为了实现LED显示器的数字显示，可以采用静态显示法和动态显示法。
由于静态显示法需要数据锁存器等硬件，结构较为复杂，考虑时钟显示只有六位，且系统没有其他复杂的处理任务，所以采用动态扫描法实现LED的显示。
单片机采用AT89C52系列，有足够的空余硬件资源实现其它的扩充功能。
秒表/时钟计时器的总体设计框图如图1所示。
图1 硬件系统的总体设计框架具体实现电路图1.1 Sheet1.Sch图1.2 S heet2.Sch图1.3 总的连接图系统主要实现如下功能：1．时钟功能对于时钟功能，需要在数码管上显示小时、分钟和秒钟，因此，可以在内部存储空间分别定义它们的显示缓存空间，来存放小时、分钟和秒钟的BCD码，各2个字节。
由于时钟是不能停止的，因此需要采用内部定时器自动计时，并使用定时器中断处理程序来定时进行时间数值的刷新。
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引言《课程设计》是为了让我们更好的理解所学知识，体会理论与实践之间的联系，将所学理论真正用到实处。
作为一名合格的大学生不仅需要有扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力；《课程设计》这门课程就给了我们这样一个机会。
此次课程设计，让我们用所学的数字电子技术的基础知识，设计一个秒计时器，不仅能够加深我们对电子系统设计过程的理解，而且有助于我们对书本知识的进一步深化。
本作品的实现全部采用各种门电路及计数器芯片，利用自锁开关对电路进行控制，并且计时器具有十秒报警功能。
1 设计任务及要求1.1 设计任务设计并制作一个秒计时器1.2设计要求1) 有秒计时显示功能；2) 设定外部操作开关，控制计时器的清零、启动和暂停/连续功能；3) 计时器为秒递减或递加计时器，其计时间隔为1s；4) 计时器计时值为10秒的整数倍时，有提示。
2 系统各部分设计方案介绍2.1 设计总体方框图图2.1.1 系统框图2.2 系统各部分设计方案介绍2.2.1 秒脉冲发生器的设计A、方案一：利用运放构成振荡器分析：该方案电路比较简单，计算相对容易。
但是，运放振荡输出不是TTL电平，需要加一个正向偏移电平才能为后级电路所用，而且该方案输出波形的边沿不够陡峭，运放一般要采用双电源供电，调节也较为困难，实现起来不太方便。
综合考虑，不采用此方案。
B、方案二：对晶体振荡器的输出进行分频分析：晶体振荡器的输出虽然很稳定，但是输出频率一般较高，如果对其进行分频，需要用到多级电路，这样中间误差会变大，而且会提高制作成本，且晶体振荡器的输出一般为正弦，要得到方波，还需要整形，这又增加了电路设计与调试的复杂度。
因此，不采用该方案。
C、方案三：利用555产生1KHz脉冲，再对其进行一千分频分析：555产生脉冲的的电路不仅具有简单、易调节的特点，而且产生的脉冲较为稳定，输出电平为TTL电平，无需整形就可以直接运用于后级电路的输入，非常符合本课题的设计要求。
设计的详细过程：①产生脉冲的电路。
图2.2.1 1KHz脉冲产生电路②对脉冲产生电路（图2.2.1）的分析与计算。
该电路是利用555构成的多谐振荡器。
其中C1为决定振荡周期的充放电电容，R1、R2、R3与C1构成充电回路，C1、R3、R2构成放电回路，3号管脚为信号的输出端。
该电路相关参数的计算公式如下所示：充电时间：T1=0.7(R1+R2)C放电时间：T2=0.7R2C振荡周期：T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C占空比：D=T1/T本设计中要求产生1KHz矩形脉冲。
由T=1/f可知T=1ms，带入上式，可得到(R1+2R2)C 的值，为了使振荡器更易起振，电容值不易选取太大，这里取 C 等于0.01uF（103瓷片电容）。
于是我们可以得到 (R1+2R2)约为144KΩ，又由占空比的计算公式 D=T1/T ，要想得到接近50%的占空比，在选取R1和R2 时应尽量使R2的值远大于R1，根据实际情况，选取标称电阻R1为6.8KΩ、R2为68KΩ，为了防止理论与实际之间的差距，外加滑动变阻器R3对周期与占空比进行调节，为了方便调节到所需的1KHz，调节范围不亦过大，故R3的值不应太大，这里我们取R3为10KΩ。
③一千分频电路的设计。
由三片十进制计数芯片74ls192以串联进位方式构成，该电路接法简单且不用外加门电路对其进行置位。
74ls192的引脚排列及功能表如下所示：（a）引脚排列（b）逻辑符号图2.2.2 74ls192的引脚图和逻辑符号图2.2.3 74ls192的功能表电路如下图所示：图2.2.4 74ls192构成的一千分频电路图2.2.4中U2的5号脚接①中的3号脚（1KHz脉冲输出端），由于本课题采用加法计数方式，故每片芯片的4号脚接固定的高电平，进位端12号脚接下一芯片的5号脚（加法计数脉冲输入端），分频出来的1Hz脉冲由U4的12号脚输出到后级电路。
当用开关去控制分频方法产生的时钟信号时，基本不用考虑按键的抖动问题，此处将在按键去抖的篇幅中具体提及。
2.2.2 主计数器的设计本课题中主计数器依然采用74ls192,74ls192的管脚分布与功能表如前所述，由于欲设计的秒计数器为六十进制且计数方式为加法，故每片芯片的4号脚接固定的高电平。
六十进制的计数器，需要由两片十进制芯片构成，和分频电路一样，采用串行进位方式，个位计数芯片的进位端（12号脚）接上十位计数芯片的脉冲输入端（5号脚）。
对于六十进制的控制，则是利用的芯片的置数端外加门电路，具体电路如下图所示：图2.2.5 主计数器电路对图2.2.5的说明：图中左端U1为个位计数器，U2为十位计数器，分别将两片芯片的0和6（0000和0110）接至与非门的两端，最后反相输出反馈给计数器的置数端，由于从零开始计数，置数端（P0-P1）应全部接0,即接地。
2.2.3 显示部分的设计显示部分采用数码管和显示译码芯片74ls48。
由于计数器74ls192的输出端是四位的二进制8421码，要采用七段数码管进行显示，必须采用译码芯片。
此外，译码芯片还有增强电路驱动能力的作用。
虽然该芯片有较强的驱动能力，但是，要点亮数码管的每一段，需要大约10mA 这样大的电流，为了达到较好的显示效果，必须加上上拉电阻。
上拉电阻的阻值计算方法为：由上式计算出的电阻值大概为1KΩ。
由于需要的电阻较多，为方便制作，选用1K排阻。
此部分电路如图2.2.6所示：译码芯片的输出电流数码管每段管压降电源电压上拉电阻阻值--=m A 10图2.2.6 显示部分的电路（con9为1K排阻）对图2.2.6电路说明：数码管为共阴型，故公共端应接地，译码芯片的输入端应与计数芯片74ls192的输出数据端（8421码）相连，译码器的输出应按段连至数码管。
2.2.4 控制部分的设计A、暂停连续控制开关方案一：在脉冲源与计数器之间直接接上一个开关控制脉冲的通断分析：该方案是最简单的方法，硬件实现上也很容易。
但是，这种方法最大的缺点就是按键有抖动，在按下按键的过程中，数码管的显示出现乱码。
方案二：先对按键进行消抖处理，再与脉冲信号相与得到最终信号分析：本方案的基本原理是通过控制与非门的开与关来实现脉冲信号的通断。
按键消抖采用的是SR锁存器，它的输出端接2输入与非门的一端，脉冲信号接至与非门的另一端。
SR锁存器电路采用74ls00芯片搭建，按键则采用自锁开关，易于用户使用。
具体电路如图2.2.7所示：图2.2.7 利用与门和锁存器的消抖电路对图2.2.7电路的说明：自锁开关的公共端接地，另两端分别接至SR锁存器的S端和R 端，且SR锁存器的S端和R端通过保护电阻（1K）接至高电平VCC。
由锁存器的功能表可知，该电路的输出只可能是高电平或低电平，而不会出现不确定状态，无论按键怎么抖动，输出电平是确定的，那么也就达到了我们想要的去抖效果。
但是，由于接入的脉冲是一千分频产生的，其高电平占空比大于99%，那么脉冲输入端可近似认为是“1”，在按下暂停键时，脉冲输出端总会有一个上升沿，这个上升沿将会导致计数器加一，这也就是该方案的一个缺点。
方案三：利用数据选择器74ls153实现脉冲的通断控制分析：该方案不仅消除了按键的抖动，而且按键按下与弹上来的过程不会使输出产生上升沿的脉冲，影响计数器。
该方案的电路如图2.2.8所示：图2.2.8 利用数据选择器和锁存器的消抖电路B、清零启动控制开关该部分的设计比较简单，由于按键只是控制清零，则将按键直接接到74ls192 的清零端即可，无论按键怎样抖动，该引脚始终会悬空处于高电平状态，电路清零，因此这部分不用考虑消抖。
2.2.5 10s整数倍报警器的设计由于本课题采用的计数器74ls192为十进制计数芯片，要实现十秒报警，则直接将个位置零时芯片的输出接至三极管的基极，从而实现报警灯的亮灭控制。
电路如图2.2.9所示：图2.2.9 LED灯报警电路2.2.6 系统电源的处理为了防止电源中的尖峰脉冲对电路产生干扰，在系统电源的输入端，应加入滤波电容，滤波电容应选取大小不一的电容组合，以便滤除不同频率成分的尖峰脉冲。
此处选用470uf和104的电容组合。
除此之外，系统电源端口应加上电源指示灯，这样做能使我们较方便的进行电路的后续调试。
图2.2.103 设计方案实现过程3.1 仿真电路（仿真图见附录一）本次设计的仿真软件采用Proteus。
仿真设计的过程简单高效。
仿真过程一定要注意各个器件位置的摆放，否则很容易仿真出错，得不到想要的结果，此外，还应加强对该软件的熟悉，这对以后的学习和工作都是大有好处的。
3.2 原理图设计（原理图见附录二）原理图的设计是根据仿真结果而得来的。
原理图的设计过程应该要注意以下几点：①放置元器件是一定要注意修改其标号和封装，否则编译会出错，无法正确导入PCB。
②元器件的摆放位置应尽可能合理、美观，一般可以按照信号的流向或者是按电路的功能模块摆放，便于后面对电路进行进一步调试。
③电路连线应尽可能清晰，注意有结点的位置，如果电路原理较为复杂，应多采用总线连接。
3.3 PCB电路图的绘制（布线结果见附录三）原理图绘制好后，应对其进行保存、编译、查错，最后导入生成PCB。
PCB板的绘制大致可以分为布局和布线。
布局过程应该注意各个器件之间的距离、摆放顺序，一般按照信号的走向进行布局，这样会使得电路的运行效率更高，也便于查错。
此外，应尽量按照功能模块布局，这样会使电路更具有层次感，器件与器件之间，模块与模块之间的距离尽量短，以减少由于电线过长而带来的阻抗；布线时首先应设置线宽和焊盘大小，一般来说，电源线和地线应尽量粗，走线时应少绕管脚，不应出现小于九十度的拐角，根据电路情况，在布线完毕之后可以有选择性的覆铜，因为这样既可以增强板子的硬度，又可以提高电路的抗干扰能力。
3.4 制板焊板过程本设计采用的是双层板，双层板制作最重要的就是要对好孔，所用的方法是先将PCB纸用订书机固定好，再用熨斗进行转印，这样的效果很好。
腐蚀板子时应注意盐酸和双氧水的配比为1:1。
焊接板子应该细心、认真，注意及时清洁烙铁头，焊锡不要放太多，以免浪费。
3.5 硬件调试过程①在调试前先检测是否有虚焊、短路、断路等情况，在检查完毕后在没有出现这些情况下，才能进行板子的调试。
②在调试过程中，在接稳压电源时严格按照芯片5V电压的要求事先调好，用万用表先测电压，避免烧坏芯片或其他元器件。
③检查完电路的焊接情况，调好电源之后，就可以带电调试了。
带电调试采用分步调试的方法。
本设计中，先检查脉冲源的输出是否正常，再测试计数器和各个芯片的输入输出波形是否正常，然后根据遇到的问题，检查电路，修改电路。
4 总结分析此次课程设计，对电子系统的设计制作流程有了一个大致的了解，结合本次课题的内容，主要出现了以下三个问题，并得到了解决。