24秒倒计时器设计(课件设计)
篮球竞赛24秒倒计时器
目录第一章：设计任务及要求、目标 (2)第二章：设计原理、电路设计及仿真 (2)2.1 设计原理及方案 (2)2.2 单元模块设计及仿真 (3)2.2.1 秒信号源设计与仿真 (3)2.2.2 74LS192设计与仿真 (4)第三章：电路的仿真、安装与调试 (6)第四章：问题及分析、解决及总结 (7)附录一： (9)附录二: (10)篮球竞赛24秒倒计时器第一章：设计任务及要求、目标1.1，设计任务及要求1）具有准确的24 s倒计时显示功能，计时器为24 s递减计数；2）设置外部操作开关，启动和暂停/连续功能，3）计时器为24 s递减计时器，计时时间间隔为1s；4）计时器递减计时至0时，能发出光电警报信号。
1.2，设计任务及目标（1）根据给出的电路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模块的管脚及其功能；（3）进行电路的安装、测试，知道电路能达到设计目标；（4）写出完整、详细的课程设计报告。
第二章：设计原理、电路设计及仿真：2.1，篮球竞赛24 s计时器原理框图如图1所示。
图（1）图（2）根据原理图，进行仿真实验，图（2）是我们仿真时的连线图（1）；计数译码显示部分：计数器构成8421BCD码24进制递减计数器，用74LS48配共阴极LED数码管组成译码器显示部分。
（2）；秒信号源产生电路：用555定时器和分频电路组成十分频产生秒信号。
（3）；时序控制部分：工作时，启动开关闭合控制电路封锁时钟脉冲（CP）,与此同时，产生预置信号，使数码管显示24字样。
启动开关断开，开始递减计数。
当开关2断开时，此时暂停计数；并处于保持状态；当开关2闭合时，计数器继续递减计数。
当计数到零时，LED警报灯亮，停止计数。
2.2 单元模块的设计及仿真在本次课程设计中，我主要负责了秒信号源和24 s计数的仿真和设计及其分析等。
下面是我对这2个单元模块的简要设计和仿真原理和方法及其数据。
2.2.1 秒信号源的设计与仿真为产生秒信号，所以我们选择了555定时器构成多谐振荡电路，通过计算可以确定参数的取值：110R K =Ω，22R K =Ω，2110,1;C F C nF μ==因此，产生的脉冲周期为：()1220.720.0980.1T R R C s s =+=≈，再通过74LS161计数器用异步清零法组成十分频，使得74LS161计数器产生的脉冲周期为1s 。
二十四秒倒计时器的设计(数字电子技术)
数字电子技术设计性实验方案设计题目：24秒倒计时器分院物理与电子工程学院专业物理学班级2010级物本（1）班学号2010405270姓名龙大洪2013年6月23日目录0 设计要求 (1)1 设计思路 (1)1.1 设计方框图 (1)1.2 元件选用 (2)2 电路及工作原理 (2)2.1 电路图 (2)2.2 工作原理 (3)2.2.1 预置数据 (3)2.2.2个位减计数 (3)2.2.3十位减计数 (3)2.2.4脉冲封锁电路 (3)0 设计要求一、计数开始时数码显示为24二、计时开始后数码显示由24递减三、计时到00时停止计时四、秒脉冲可直接用实验箱1HZ信号1 设计思路1.1 设计方框图十位减计数个位减计数1HZ减计数脉冲借位脉十位数码管个位数码管预置数预置数输入预置数封锁脉冲电路与非预置数减计数1.2 元件选用减计数器使用74LS192十进制可逆计数器；数码管选用实验箱带有CD4511的数码管；秒脉冲可直接用实验箱的1HZ时钟信号；与非门选用74LS00。
2 电路及工作原理2.1 电路图2.2 工作原理2.2.1 预置数据十位:D3D2D1D0=0010 数码管显示的十位是2个位D3D2D1D0=0100 数码管显示的个位是42.2.2个位减计数个位器件74LS192如下接：CR=0，LD=1，CPu=1，CPd接脉冲。
个位数字由9减到0循环2.2.3十位减计数十位器件74LS192如下接:CR=0,LD=1,CPu=1,CPd接个位BO借位端。
十位数字由2减到0。
（注：当个位十位为00时由脉冲封锁，不在进行减计数。
）2.2.4脉冲封锁电路本电路封锁脉冲直接由两个与非门构成接CPd 个位1HZ脉冲VCC5VU6A74LS00DU7A74LS00DVCC2143接BO十位当十位个位为00时，由十位BO端输出为低电平，再与1HZ脉冲经过如上电路，使得CPd（个位）输入为零。
脉冲不在起作用，显示00不在自动进行减计数，直到重新置数。
单片机的篮球24秒计时器开发设计及电路图
目录摘要 (I)1篮球计时器概述 (1)1.1 篮球竞赛24秒计时器功能 (1)1.2篮球计时器实物图 (1)1.3 主要参考器件 (2)1.4 单片机的概述 (2)1.4.1 AT89C51单片机简介 (2)1.4.2 AT89C51单片机引脚功能简介 (2)2 硬件设计 (4)2.1 设计原理 (4)2.2 硬件设计流程图 (4)2.2.1功能单元模块 (5)2.3 硬件设计电路图 (7)3 软件设计 (9)3.1 程序流程图 (9)3.2程序设计 (10)3.3 仿真及仿真结果 (13)4 课程设计体会 (15)参考文献 (16)摘要篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛的节奏，新的规则还要求进攻方在２４秒内有一次投篮动作，否则视为违例。
以下为一个篮球比赛计时器，该计时器采用按键操作、ＬＥＤ显示，非常实用。
此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。
本课程设计介绍了一个基于单片机的篮球比赛计时器硬件设计，包括AT89C51、6个八段显示LED、上电复位电路、时钟发生电路等基本模块的设计。
其功能主要有：一场篮球比赛共分四节，每节12分；每次进攻为24秒，计时器的显示均为倒计时方式，24秒计时用两位数码管显示；所有的计时都要具有暂停、继续、清零；当球员的持球时间超过24秒时，24秒倒计时减为零且有声光提示。
本次课程设计是采用单片机汇编语言实现倒计时24秒篮球比赛计时器。
关键词:AT89C51；LED数码管；按键；模块1 篮球计时器概述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中不可缺少的一部分。
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。
大多数篮球计时器的主控芯片为AT89C51，采用12MHz晶振，P0.0-P0.7作键盘输入。
24秒计时开始，A3为24S复位开启键（投篮或交换控球时按下此键）； A4为24秒计时停止键（没有违例）；A5为24秒计时同时启动键；A6为总计时和24S计时同时停止键。
单片机的篮球24秒计时器开发设计及电路图
目录摘要 (I)1篮球计时器概述 (1)1.1 篮球竞赛24秒计时器功能 (1)1.2篮球计时器实物图 (1)1.3 主要参考器件 (2)1.4 单片机的概述 (2)1.4.1 AT89C51单片机简介 (2)1.4.2 AT89C51单片机引脚功能简介 (2)2 硬件设计 (4)2.1 设计原理 (4)2.2 硬件设计流程图 (4)2.2.1功能单元模块 (5)2.3 硬件设计电路图 (7)3 软件设计 (9)3.1 程序流程图 (9)3.2程序设计 (10)3.3 仿真及仿真结果 (13)4 课程设计体会 (15)参考文献 (16)摘要篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛的节奏，新的规则还要求进攻方在２４秒内有一次投篮动作，否则视为违例。
以下为一个篮球比赛计时器，该计时器采用按键操作、ＬＥＤ显示，非常实用。
此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。
本课程设计介绍了一个基于单片机的篮球比赛计时器硬件设计，包括AT89C51、6个八段显示LED、上电复位电路、时钟发生电路等基本模块的设计。
其功能主要有：一场篮球比赛共分四节，每节12分；每次进攻为24秒，计时器的显示均为倒计时方式，24秒计时用两位数码管显示；所有的计时都要具有暂停、继续、清零；当球员的持球时间超过24秒时，24秒倒计时减为零且有声光提示。
本次课程设计是采用单片机汇编语言实现倒计时24秒篮球比赛计时器。
关键词:AT89C51；LED数码管；按键；模块1 篮球计时器概述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中不可缺少的一部分。
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。
大多数篮球计时器的主控芯片为AT89C51，采用12MHz晶振，P0.0-P0.7作键盘输入。
24秒计时开始，A3为24S复位开启键（投篮或交换控球时按下此键）； A4为24秒计时停止键（没有违例）；A5为24秒计时同时启动键；A6为总计时和24S计时同时停止键。
自动化0704篮球竞赛24秒递减计时器.ppt
1 15 9 CO LD 2 D 6
3
C C 40161
D 5
2
CTT CTP D0 3
10 ＋ 5V 7
D 4
1
＋ 5V ＋ 5V
10H z
8 3
4 ７
5 .1 k 4 .7 k
555
5 0 .1 F 1
6 2
10F
6
74LS192功能
74LS192 是双时钟加/减十进制 同步计数器，其功能表为：
15
UP DOWN LOAD X X X CLR 1 操 作 清零
X
1 1
X
1 1
0
1 1 1
0
0 0 0
置数
加计数 减计数 保持
QD是最高位，QA是最低位。 CO是加计数进位输出端; BO是减计数借位输出端。
7
74LS192 引脚图
74LS192时序图
8
30s计时器的设计
Q 7 Q 6 Q 5 Q 4 Q 3 Q 2 Q 1 Q 0
b. 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； c. 计时器为30s递减计时器，其计时间隔为1s； d. 计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同 时发出光电报警信号。
3
1. 根据设计要求，画出组成框图
译码 显示
定时到
译码 显示 递减 计数器 报警 电路
秒脉冲 发生器
启动 暂停/连续 清除
13
实验步骤
第4周：555振荡器与分频电路设计与调试 第5周：24秒递减计数、译码显示电路设计与 调试 第6周：控制电路设计与联调与验收
14
注意事项
集成逻辑器件电源的连接 器件空余管脚的处理 布线的整齐 输入输出信号的观测方式 第七周交实验报告
24秒倒计时器的设计(课程设计)
目录一、计时器概述 (1)1、计时器的特点及应用 (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、参考文献 (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。
2、设计任务及要求设计一个24秒倒计时器，具体功能要求如下：1、用小规模集成电路设计24秒倒计时电路；2、用555定时器产生1Hz的标准脉冲信号；3、当计时器显示00，同时报警；4、计时器应具有清零、启动、暂停/继续计时等控制功能。
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。
篮球竞赛24秒计时器设计PPT课件
9 1 1 1001 0 1 1 1 1 0 1 1
2021/3/12
12
报警电路：采用光电报警，当倒计时为0时，发光二极 管亮灯，且蜂呜器发出响声。
2021/3/12
13
控制电路 由7474锁存器、74ls08二输入与门、74ls04非门、74ls02二输入与非门、 4002四输入与非门组成及三个开关组成。
2021/3/12
3
课题三、数字电子钟设计
设计要求
（1）、准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间。 （2）、小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进 制的计时方式。 （3）、具有快速校准时、分、秒的功能。
2021/3/12
4
课题一、篮球竞赛24秒计时器设计
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。
当按下启动开关Ｓ１时给74ls192置数端提供有效低电平，同时给7474琐存器 提提供有效沿，将Ｄ端的“1”存入，使Ｑ端输出“1”。当倒计时至0时74ls192 芯片１产生借位，经过反相器将与门打开，即可报警
当按下暂停、连续开关Ｓ２时，为4511ＬＴ锁存引脚提供有效高电平，将 显示信与锁存，同时将秒脉冲截断，使计数保持。
直接清零 启动
暂停/连续
2021/3/12
5
秒脉冲发生器
通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得 1Hz的秒脉冲。如晶振为32768 Hz，通过15次二分 频后可获得1Hz的脉冲输出 。
2021/3/12
24秒倒计时牌-数电
1 设计任务描述1.1设计题目：24秒倒计时牌1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1) 掌握倒计时器的构成，原理和设计原理；(2)熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2 基本要求(1) 可手动暂停、还原；(2) 到0时有长报警，到倒数5秒时每秒有一声短报警；(3) 显示倒数的秒数，每过十秒闪烁1次。
1.2.3 发挥部分(1) 可以实现24秒可调。
2 设计思路设计思路：本设计包括脉冲发生器、分频器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路等五个部分组成。
计时电路递减计时，每隔1秒钟，计时器减1。
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，而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示等功能用74LS192组成减计数器，然后预先置数为24秒，再用由555定时器组成的多谐振荡器产生10000HZ的秒脉冲，经过四个分频电路变成1HZ，再通过由74LS192所组成的减计数器，由74LS192的输出端接74LS48显示译码器，最后接七段显示器。
就可以实现24秒递减的功能。
用一个单刀双掷开关的其中两端分别接地和5V电源端，剩下的一端和由555定时器组成的多谐振荡器和分频器产生1HZ的秒脉冲通过一个与非门和一个非门来控制减数过程中的暂停与连续功能，再用一个单刀双掷开关来控制74LS192的置数段来控制电路的启动与清零的功能。
要实现减数到5秒时每减一秒就要一次短报警，就要当计数器减的个位为零时通过或门和与非门使输出为高电平时再与一个由555组成的单稳态触发器相与，通过控制频率的范围来实现报警的长短。
同理可以实现到0秒时实现长时间报警。
用一个单稳态触发器与当个位为零时用一个与门相与，再通过一个发光二极管，当计数器减到20、10、00时，实现闪烁。
3 设计方框图4 各部分电路设计及参数计算4.1秒信号产生电路设计及其参数计算4.1.1 秒信号产生电路设计图4.1.1 秒脉冲发生器本电路中的振荡器是由555定时器构成的多谐振荡器。
24秒计时器课程设计.
电子课程设计篮球24秒计时器目录序言 (3一、设计任务及要求 (3二、总体框图 (3..................................................................................................... .................................. ................................................................... ............................................................................ .........................三、选择器件 (4..................................................................................................... .................................. ...................................................................四、功能模块 (8五、总体电路设计 (12六、参考文献 (14七、心得体会 (14序言篮球比赛中除了有总时间倒计时外,为了加快比赛的节奏,新的规则还要求进攻方在24秒内有一次投篮动作,否则视为违例。
本人设计了一个篮球比赛计时器,可对比赛总时间和各方每次控球时间既是。
该计时器采用按键操作, LED显示,非常实用,此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。
篮球24秒计时器一、设计任务与要求1.有显示24秒的计时功能2.置外部操作开关,控制计时器的直接清零,起碇和暂停连续功能3.计时器喂24秒递减计时器,其间隔为1秒4.计时器递减计时到0时,数码显示器不能灭灯应发出光电报警信号二、总体框图秒脉冲发生器外部操作信号译码/显示电路24t计数器控制电路报警电路二.1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。
24秒倒计时器的设计和制作
24秒倒计时器的设计和制作一、计时器概述1、计时器的特点及应用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在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。
2、设计任务及要求1、用小规模集成电路设计24秒倒计时电路；2、用555定时器产生1Hz的标准脉冲信号；3、当计时器显示00，同时报警；4、计时器应具有清零、启动、暂停/继续计时等控制功能。
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。
图1—方案框图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和鸣蜂器代替。
2、设计方案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、报警为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。
3、单元模块3.1各个元器件功能3.1.1、555定时器555 定时器的内部电路框图如图3-1-1所示。
图3-1-1 555内部电路框它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。
篮球24秒倒计时方案
电路框图
秒信号
计数器
译码器
功能控制电路
数码管
细化的电路框图
秒信号
个位计数器 借位
载入计数值 十位计数器
译码器 译码器
数码管 数码管
秒信号发生器
• 可以用555芯片等构成
充电时间 Th=0.7*(R1+R2)*C1 放电时间 Tl=0.7*R2*C1
555芯片引脚图
• 1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值） 7放电 8电源电压Vcc
555 定时器构成的多谐振荡器
R1
+VCC
8 +VCC 4
78 4 R2 555 3
R1
5
R2
6
& Q1
3+
6
5
21
uO C1
C2
uC
2
&
2 3
VCC
uC
C7
1 3
VCC
t
uO
TD 1
UOH
UOL
t
用仿真软件看看555芯片输出的波形 修改一下R1， R2 ，C2的参数，观察波形的情况。 如R1=1K R2=10K C2不变 R1， R2不变 C2=1uF 总结一下R1， R2 ，C2对输出波形的变化规律。
A B C D BI/RBO RBI LT
D1
74LS47
LED-RED
QA QB QC QD QE QF QG
13 12 11 10 9 15 14
• CD4510 十进制可逆计数器
U2(CLK)
U2
4 12 13 3
A1 A2 A3 A4
15 5 10 1 9
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。
NBA比赛24秒计时器
NBA比赛24/14秒计时器一、设计任务设计一24秒倒计时器，其功能和要求：（1）、准确计时，以数字形式显示秒，毫秒的时间。
（2）、能够从24秒或14秒开始进行倒计时。
（3）、具有暂停，重置数，报警功能。
（4）、能够实现回表功能。
（5）、精确到毫秒。
二、设计提示及参考电路24秒倒计时器系统组成框图如图所示。
主体电路由基准频率源、计数器、译码显示驱动器、数字显示器和控制电路等六部分组成。
其中：（1）基准频率源是数字电子钟的核心，它产生一个矩形波时间基准源信号，其稳定性和频率精确度决定了计时的准确度，振荡频率愈高，计时精度也就愈高，通过该模块得到1S （即频率为1Hz ）的标准秒脉冲。
（3）译码器采用BCD 码-七段显示译码驱动器。
显示器采用LED 七段数码管。
（4）控制电路可采用按键及门电路组成。
系统工作原理：该系统包括秒脉冲发生器、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5个部分构成。
其中，计数器和控制电路是系统的主要部分。
计数器完成24秒倒计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的清零，启动和暂停/连续和回表功能、译码显示电路的显示与灭灯及光电报警等功能。
为满足设计要求，设计控制电路及控制开关时，应该正确处理各个信号之间的时序关系。
在操作直接清零时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。
当启动开关J2闭合时，辅助控制电路应该封锁时钟信号CP ，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示24.0或14.0s 字样，计数器开始进行递减计数；当暂停/连续开关J1闭合（即拨到暂停位置）时，计数器停止计数，处于保持状态；当J1断开时，计数器继续递减计数。
当开关J3闭合与地连接时，计数器直接清零，同时数码显示器灯灭。
当开关J3闭合与高位那片74LS190的借位端连接时，计数器正常计数。
且当计数器递减计数到零时（即定时时间到），控制电路发出报警信号。
1、振荡器的设计集成555定时器与R 、C 组成的多谐振荡器。
篮球比赛24秒倒计时电路的设计与制作
篮球比赛24秒倒计时电路的设计与制作————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：一、电路组成电路由秒脉冲发生器、计数器、译码器、显示电路、报警电路和辅助控制电路五部分组成，见图1。
其整机电路如图2所示，印制板电路如图3所示。
1．秒脉冲发生器秒脉冲产生电路由555定时器和外接元件R1、R2、c构成多谐振荡器。
输出脉冲的频率为：经过计算得到．f≈IHz，即1秒。
2．计数器计数器由两片74Lsl92同步十进制可逆计数器构成。
利用减计数利用预置数，实现计数器按8421码递减进行减计数。
利用借位输出端与下一级的cP。
连接，实现计数器之间的级联。
利用预置数端实现异步置数。
当R。
=0，且时，不管cPU和cPD时钟输入端的状态如何，将使计数器的输出等于并行输入数据，即Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。
3．译码及显示电路本电路由译码驱动74Ls48和7段共阴数码管组成。
74Ls48译码驱动器具有以下特点：内部上拉输出驱动，有效高电平输出，内部有升压电阻而无需外接电阻。
4．控制电路完成计数器的复位、启动计数、暂停／继续计数、声光报警等功能。
控制电路由Ic5组成。
Ic5B受计数器的控制。
Ic5c、Ic5D组成Rs触发器，实现计数器的复位、计数和保持"24"、以及声、光报警的功能。
(1)K1：启动按钮。
K1处于断开位置时，当计数器递减计数到零时，控制电路发出声、光报警信号，计数器保持"24"状态不变，处于等待状态。
当K1闭合时，计数器开始计数。
(2)K2：手动复位按钮。
当按下I(2时，不管计数器工作于什么状态，计数器立即复位到预置数值，即"24"。
当松开K2时，计数器从24开始计数。
(3)K3：暂停按钮。
当"暂停／连续"开关处于"暂停"时，计数器暂停计数，显示器保持不变，当此开关处于"连续"开关，计数器继续累计计数。
24秒倒计时
目录摘要第一章计时器概述24秒计时器功能设计任务及要求大体要求设计任务及目标要紧参考器件：第二章电路设计原理与单元模块2．1 设计原理2．2 设计方案2．3 单元模块8421BCD码递减计数器模块时钟模块辅助时序操纵模块第三章实验仿真第四章实验体会致谢参考文献附录摘要:本课程设计，设计了24秒计时器。
此计时器功能齐全，能够直接循环、启动、暂停和持续和具有光电报警功能，同时应用了四段数码管来显示时刻。
此计时器有了循环、启动、暂停和持续功能，能够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。
第一章计时器概述24秒计时器功能本设计要紧能完成：显示24秒倒计时功能；系统设置外部操作开关，操纵计时器的直接循环、启动和暂停/持续功能；在直接循环时，数码管显示器灭灯；计时器为24秒递减计时其计时刻隔为1秒；在直接启动时，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。
设计任务及要求本次课程设计应达到的目的(1) 综合运用相关课程中所学到的理论知识去独立完成某一设计课题；(2) 通过查阅手册和相关文献资料，培育学生独立分析和解决问题的能力；(3) 进一步熟悉经常使用芯片和电子器件的类型及特性，并把握合理选用器件的原那么；(4) 学会电路的设计与仿真；(5) 培育严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
设计任务及目标(1) 具有24秒计时功能；(2) 设置外部操作开关，操纵计数器的直接循环/启动和暂停/持续功能；(3) 计时器为24秒递减计时，计时刻隔为1秒；(4) 计时到零时数码管不能灭灯，同时发出光电报警。
(5) 并用相关仿真软件对电路进行仿真。
要紧参考器件：555 7474（1） 74192（2）第二章电路设计原理与单元模块2．1 设计原理24秒计时器的整体参考方案框图如图2-1所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序操纵电路（简称操纵电路）等五个模块组成。
篮球24秒计时器(数电).
目录摘要 (1)第1章绪论 (2)1.1 毕业设计背景 (2)1.2 设计任务及要求 (2)1.2.1 设计任务 (2)1.2.2 基本要求及目标 (2)第2章电路框图及工作原理 (3)2.1 设计方案 (3)2.2 电路框图 (3)第3章单元电路的设计 (5)3.1 24进制计数器的设计 (5)3.2 数码显示电路的设计 (6)3.3 秒脉冲的设计 (8)3.4 控制开关电路的设计 (10)3.5 报警电路的设计 (10)3.6 整机工作原理 (11)第4章电路仿真 (12)结论 (16)参考文献 (17)附录1 篮球竞赛24秒计时器总电路原理图 (18)附录2 元器件清单 (19)摘要随着电子技术的飞速发展，社会步入了信息时代，人们的生活水平在逐步提高，因而对电子产品提出了更高的要求。
篮球竞赛24秒计时器可用于篮球比赛中对球员持球时间24秒限制。
不仅能进行时间追踪，还具有直接清零、启动、暂停、连续以及光电报警功能，同时采用七段数码管来显示时间，可以方便的实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出报警信号。
在社会生活中也具有广泛的应用价值。
计时器主要是由计时电路、控制电路、以及译码显示电路3个部分组成。
电路结构简单，功能方便、快捷。
关键字计时器；光电报警；七段数码管；电路第1章绪论1.1 设计意义随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥这越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计的电子产品成为社会生活中不可缺少的一部分，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。
例如，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。
此次设计的“篮球竞赛24秒计时器”就可用于篮球比赛中，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，它就自动报警从而判定此球员的犯规。
1.2 设计任务及要求1.2.1 设计任务1.显示24秒计时功能。
2.设置外部操作开关控制计时器直接清零、启动、暂停/连续功能。
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目录一、计时器概述 (1)1、计时器的特点及应用 (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、参考文献 (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。
2、设计任务及要求设计一个24秒倒计时器，具体功能要求如下：1、用小规模集成电路设计24秒倒计时电路；2、用555定时器产生1Hz的标准脉冲信号；3、当计时器显示00，同时报警；4、计时器应具有清零、启动、暂停/继续计时等控制功能。
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和鸣蜂器代替。
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 定时器的内部电路框图如右图所示。
图2、555定时器内部结构它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC /3 和2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器C1 的反相输入端的电压为2VCC /3，C2 的同相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端TR 的电压小于VCC /3，则比较器C2 的输出为0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH 的电压大于2VCC/3，同时TR 端的电压大于VCC /3，则C1 的输出为0，C2 的输出为1，可将RS 触发器置0，使输出为低电平。
表6—1 555定时器的功能表清零端高触发端TH低触发端TRQ放电管T功能0 ××0导通直接清零1 0 1 x 保持上一状态保持上一状态1 1 0 1截止置11 0 0 1截止置11 1 1 0导通清零表1 555定时器的功能表3.1.2、74LS487448是7段显示译码器,输出高电平有效的译码器。
工作电压为5V，用于驱动共阴极数码管，7448除了有实现8段显示译码器基本功能的输入（DCBA）和输出（Ya～Yg）端外，7448还引入了灯测试输入端（LT）和动态灭零输入端（RBI），以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出（BI/RBO）端。
功能或数字输入输出显示字形a b c d e f g灭灯××××××0 0 0 0 0 0 0 0 灭灯试灯0 ××××× 1 1 1 1 1 1 1 1 8动态灭灯 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 灭灯0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 01 1 ×0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 12 1 ×0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 23 1 ×0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 34 1 ×0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 45 1 ×0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 56 1 ×0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 67 1 ×0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 78 1 × 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 89 1 × 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 910 1 × 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 无效输出11 1 × 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 112 1 × 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 113 1 × 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 114 1 × 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 115 1 × 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0表2、74LS48功能表3.1.3、74LS19274LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示：图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
其功能表如下：CP U CP DLD CR操作××× 1 清零××0 0 置数加计↑ 1 1 0数减计1 ↑ 1 0数1 1 1 0 保持3.1.4、数码管数码管也称LED数码管，晶美、光电、不同行业人士对数码管的称呼不一样，其实都是同样的产品。
数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多一个小数点（DP）这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容；按能显示多少个（8）可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管。
按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
LED数码管引脚定义3.2、各单元电路3.2.1、秒脉冲发生电路秒脉冲的产生由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，两电阻阻值设置为20K与62K，使得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。
3.2.2、倒计时电路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，将低位的借位输出信号用作高位的时钟脉冲，同时将外界时钟脉冲信号输入到个位（低位）的down端，实现电路的倒计时功能。
将两片芯片的置数输入端分别置为“2”与“4”，当控制电路给予两芯片置数端低电平（有效电平）时，能使其置为“24”。
同时将清零端接地。
下图为倒计时电路的具体电路3.2.3、控制电路停止：我采用十位（高位）的借位输出端作为停止电路的信号，当数码管显示为“00”，即十位（高位）输出均为低电平时，此时其借位输出由高电平变为低电平，将其与秒脉冲信号发生电路的输出端通过一个与逻辑，再通到个位（低位）的down端，此方法截断了秒脉冲信号，实现了停在“00”的功能。
另外，当计数器正常计数时，十位（高位）借位输出端始终保持高电平，当其与秒脉冲信号发生电路的输出端通过一个与逻辑，再通到个位（低位）的down端，并不影响秒脉冲的输入。
置数：利用一个开关，及一个与非门，与非门一端接高电平，另一端通过一个1k电阻再接高电平，同时接开关一段，开关另一端接地。
与非门输出端与两块74LS192的置数端LOAD相连。
如图当开关J2断开时，置数端为“1”，置数端无效，能正常计数，当开关J2闭合时，置数端为“0”，置数端有效，能置为“24”。
3.2.4、报警电路当电路显示为“00”时，利用十位（高位）的借位输出端为“0”实现发光二极管及蜂鸣器的工作，同时，由于蜂鸣器的导通电压有些大，不能与发光二极管并联，因此通过一个与非门与其相连。
如图3.3、总电路图由555定时器输出秒脉冲与十位（高位）的借位输出端经过一个与逻辑输入到计数器U3的down端，作为减计数脉冲。
当计数器计数计到0时，U3的(13)脚输出借位脉冲使十位计数器U2开始计数。
当计数器计数到“00”时，U2的(13)脚输出借位脉冲输出一个低电平，与555定时器输出秒脉冲通过一个与门，从而截断秒脉冲，使其停在“00”，同时，报警电路工作，发光二极管亮，蜂鸣器响。
当J2断开时，U2、U3置数端有效，实现复位功能，再将J2闭合时，U2、U3置数端无效，开始正常计数。