数电课程设计篮球30秒计时器
数字电子技术课程设计篮球30秒计时器设计
河南理工大学数字电子技术课程设计题目:篮球竞赛30秒计时器设计学号:311109020306姓名:许慧芳班级:通信11-3班2019年2月11日摘要本课程设计是脉冲数字电路的简单应用,设计了篮球竞赛30秒计时器。
此计时器功能齐全,可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能,同时应用了七段数码管来显示时间。
此计时器有了启动、暂停和连续功能,可以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。
本设计完成的中途计时功能,实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能,在社会生活中也具有广泛的应用价值。
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。
此电路是以时钟产生,触发,倒计时计数,译码显示为主要功能,在此结构的基础上,构造主体电路和辅助电路两个部分。
关键字:计时器光电报警模块化目录摘要 (2)前言 (3)第一章计数器概述 (4)1.1 计时器的特点及应用 (4)1.2 设计任务及要求 (4)1.2.1 基本要求 (4)1.2.2 设计任务及目标 (4)1.2.3 主要参考器件 (4)第二章电路设计原理 (5)2.1电路组成 (5)2.2 设计思路 (5)2.3 设计方案 (5)第三章单元模块 (6)3.1秒脉冲发生器 (6)3.1.1计时器的基本原理 (6)3.1.2秒脉冲发生器电路设计 (7)3.2 8421BCD码递减计数器模块 (7)3.2.1 74LS192的工作原理 (8)3.2.2计数器单元电路 (8)3.3译码显示器 (8)74LS48七段显示译码器 (8)3.4辅助控制电路 (9)3.4.1报警电路 (9)3.4.2暂停工作电路 (9)3.4.3置数工作电路 (10)3.4.4清零工作电路 (10)总电路 (11)第四章总结 (11)参考文献 (12)第一章计时器概述1.1计时器的特点及应用计时器的种类很多。
篮球竞赛30s计时器设计·课程设计报告
《篮球竞赛30s计时器设计》
一、系统方案
1、总体设计方案
该电路包括秒脉冲发生器、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5个部分。
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等功能。
总体设计框图如下:
2、理论分析与计算
(1)计数器
由74LS192构成的8424BCD码30进制递减计数器如下图所示:
30进制递减计数器的预置数为N=(0011 0000)BCD
8421=(30)D。
它的计数原理是,当低位计数器的BO端发出负跳变借位脉冲时,高位计数器减1计算。
当高、低位计数器处于全0,同时在CP D=0期间,高位计数器BO=LD=0,计数器完成异步置数,之后BO=LD=1,计数器在CP D时钟脉冲作用下,进入下一轮减计数。
(2)
()Hz f 1010
10104.91.543.163555≈⨯⨯⨯+=-。
数电课程设计篮球秒计时器
课程设计任务书学生姓名:刘斌专业班级:通信0901指导教师:李文工作单位:题目: 篮球30秒计时器1 要求完成的主要任务:用中、小规模集成电路设计一台能显示并进行控制的30倒计时器,要求如下:1.具有显示30秒计时的功能。
2.设置外部工作开关,控制计时器的直接清零,启动与暂停/连续的功能。
3.计时器为30秒递减,时间间隔为1秒。
4.在直接清零是要求显示管灭灯。
5.计时器递减到零时,数码显示管不能灭灯,同时发出光电报警。
2 时间安排:时间:第1-12周理论设计,软件仿真,第15-18周实验室焊接、安装调试。
地点:理工楼E604实验室学生签名:年月日指导教师签名:年月日多功能数字钟电路设计摘要 (1)Abstract (2)1系统原理框图 (2)2方案设计与论证 (3)2.1秒脉冲发生电路 (4)2.2控制电路 (5)2.3计数电路 (7)2.4译码及显示单元电路 (8)2.5报警电路........................................................................................... 错误!未定义书签。
3单元电路的设计 (11)3.1秒脉冲产生电路的设计 (11)3.2计数电路的设计 (11)3.3控制电路的设计 (13)3.4译码及驱动显示电路设计 (12)3.5 报警电路 (16)3.6 电路总图 (14)4仿真结果及分析 (15)4.1 时钟结果仿真.................................................................................. 错误!未定义书签。
4.2 秒钟个位时序图.............................................................................. 错误!未定义书签。
数字电路-篮球比赛30秒倒计时
《篮球竞赛30S计时器》课程设计说明书题目篮球竞赛30S计时器学生姓名学号所属学院专业班级 2指导教师教师职称目录一、设计要求 (1)二、电路设计与分析2.1设计原理 (1)2.2单元模块 (1)1、秒脉冲信号的产生 (1)2、计数器 (3)3、时钟信号控制电路 (4)4、显示模块电路 (5)5、报警电路 (6)三、外部操作开关 (6)四、设计原理图与电路总图 (6)五、仿真测试性能 (7)六、总结 (9)一、设计要求篮球竞赛30S计时器的基本要求:1)具有显示30S计时功能2)设置外部操作开关,控制计数器的直接清零,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30S递减计时,计时间隔为1S5)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〖主要元器〗:NE555(1),74LSl92(2)等二、电路分析与设计2.1设计原理篮球竞赛30S计时器的总体设计方案如下:它主要包括秒脉冲信号,30S 计数器,译码显示器部分,报警电路和外部操作开关五部分组成,其中外部操作开关包括接直接清零,启动和暂停/继续。
2.2单元模块1、秒脉冲信号的产生555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。
这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。
NE555为8脚时基集成电路,各脚主要功能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电压Vcc用555定时器构成多谐振荡器:用555定时器构成多谐振荡器电路如图(a)所示。
电路没有稳态,只有两个暂稳态,也不需要外加触发信号,利用电源VCC 通过R1和R2向电容器C充电,使uC逐渐升高,升到2VCC /3时,uO跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容通过电阻R2和D端放电,使uC 下降,降到VCC/3时,uO跳变到高电平,D端截止,电源VCC又通过R1和R2向电容器C充电。
篮球竞赛30S计时器课设报告
课程设计说明书课程设计名称:数字电路课程设计课程设计题目:篮球竞赛30S计时器学院名称:信息工程学院专业:通信工程班级:学号:姓名:评分:教师:20 年月日数字电路课程设计任务书20 13 -20 14 学年第 1学期第 2 周- 3 周题目篮球竞赛30S计时器内容及要求〖基本要求〗1)具有显示30S计时功能2)设置外部操作开关,控制计数器的直接清零,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30S递减计时,计时间隔为1S5)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〖主要参考元器〗:N综合555(1),74ls161(1),74LSl92(2)进度安排1.仿真、画PCB线路板图、领元器件:2天;2. 制作、焊接:2天3.调试:3天4. 验收:1天5. 提交报告:2013-2014学年第一学期3周学生姓名:指导时间:第2~3周指导地点:E 楼 607 室任务下达 2013年 9 月 7 日任务完成 2013年 9 月 22 日考核方式 1.评阅□√ 2.答辩□√ 3.实际操作□√ 4.其它□指导教师系(部)主任注:1、此表一组一表二份,课程设计小组组长一份;任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要篮球30s计时器是对实际篮球比赛中24s计时器的拓展,本课程设计的30s计时器主要由脉冲发生电路、时序控制电路、计数器、译码器、数码显示器及报警电路构成。
采用30s倒计时的计时方式,功能完备,具有可直接置数、清零、暂停/继续和报警的特点。
可应用于篮球比赛中对进攻时间的计时控制及其他各种需要倒计时的场合进行跟踪计时。
关键词:时序;计数;译码目录前言 (1)第一章电路组成与工作原理 (2)1.1 篮球竞赛30s计时器的系统组成 (2)1.2 篮球竞赛30s计时器的工作原理 (2)第二章单元电路设计与计算 (3)2.1 秒脉冲发生电路 (3)2.3 译码电路 (4)2.4 控制电路 (5)2.4.1 置数控制电路 (5)2.4.2 清零控制电路 (5)2.4.3 暂停/继续控制电路 (6)2.5 报警电路 (6)第三章电路调试与改进 (8)3.1 秒脉冲发生电路的调试 (8)3.2 译码显示电路的调试 (8)3.3 控制电路的改进 (9)第四章总结 (10)参考文献 (11)附录一元件清单 (12)附录二总电路图 (13)附录三电路实物图 (13)附录四电路PCB图 (15)前言信息社会的发展离不开电子产品的进步,计时器就是工业发展道路上进步的产物。
(完整word版)数字电路-篮球比赛30秒倒计时(word文档良心出品)
《篮球竞赛30S计时器》课程设计说明书题目篮球竞赛30S计时器学生姓名学号所属学院专业班级 2指导教师教师职称目录一、设计要求 (1)二、电路设计与分析2.1设计原理 (1)2.2单元模块 (1)1、秒脉冲信号的产生 (1)2、计数器 (3)3、时钟信号控制电路 (4)4、显示模块电路 (5)5、报警电路 (6)三、外部操作开关 (6)四、设计原理图与电路总图 (6)五、仿真测试性能 (7)六、总结 (9)一、设计要求篮球竞赛30S计时器的基本要求:1)具有显示30S计时功能2)设置外部操作开关,控制计数器的直接清零,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30S递减计时,计时间隔为1S5)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〖主要元器〗:NE555(1),74LSl92(2)等二、电路分析与设计2.1设计原理篮球竞赛30S计时器的总体设计方案如下:它主要包括秒脉冲信号,30S 计数器,译码显示器部分,报警电路和外部操作开关五部分组成,其中外部操作开关包括接直接清零,启动和暂停/继续。
2.2单元模块1、秒脉冲信号的产生555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。
这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。
NE555为8脚时基集成电路,各脚主要功能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电压Vcc用555定时器构成多谐振荡器:用555定时器构成多谐振荡器电路如图(a)所示。
电路没有稳态,只有两个暂稳态,也不需要外加触发信号,利用电源VCC 通过R1和R2向电容器C充电,使uC逐渐升高,升到2VCC /3时,uO跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容通过电阻R2和D端放电,使uC 下降,降到VCC/3时,uO跳变到高电平,D端截止,电源VCC又通过R1和R2向电容器C充电。
华南理工大学数电课程设计-篮球竞赛30s计时器
华南理工大学广州汽车学院数字电路课程设计报告题目:篮球竞赛30s计时器专业:电气工程及其自动化_________班级: ___________ 06电气(2)班___________ 姓名: ____________________________________学号: _____________________________________同组队员: _________________________________指导老师: _________________________________目录目录............................................................................... 3…一、.......................................................................... 设计目的4...二、................................................................ 设计要求和设计指标4..三、...................................................................... 总体框图设计4..3.1功能结构示意图..............................................................4..3.2总体电路图.................................................................. 5..四、................................................................................ 功能模块设计和原理说明.5..4.1秒脉冲发生器............................................................... 6..4.2输出波形的振荡周期可用过渡过程公式计算...................................... 6.4.3计数器一一完成30秒计时的功能............................................ 7.4.3.1............................................................................................................................... 接线图7...4.3.274LS193引脚图 ....................................................... .8..4.3.374LS193 功能表........................................................ 8..4.4单元译码显示电路............................................................ 9.4.4.1 (7)4LS48接线图 (10)4.4.274IS48 引脚图 (10)4.4.374IS48引脚功能表一七段译码驱动器功能表 (10)4.4.4控制电路.............................................................. 1.14.4.6报警电路 (12)五、................................................................................ 给定条件及器件....................................................................... 1.3六、.............................................................................. 总结13.七、............................................................... 参考文献1.3.一、设计目的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。
篮球30秒倒计时器设计
水电学院
课程设计任务书
课程名称:数字电路
题目名称:篮球30秒倒计时器
专业:发电厂及电力系统
班级:一班
学号:*********
姓名:***
设计题目智能篮球比赛倒计时器的设计
课程论文的要求设计一个篮球赛计时系统,具有攻方30秒倒计时功能,设计要求如下;
1,具有30秒倒计时功能:用两个共阴数码管显示,其间隔时间为1秒。
2,分别设计启动键和暂停键/继续键,控制两个计时器启动计数,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,即进攻方计时器放回到30秒。
4,计时器递减数到“00”时,计时器跳回“30”停止工作,并给出声音和发光提示,即直流振荡器发出声响和发光二极管发光。
主要元器件及仪器设备
可逆十进制计数器74LS192三片、三输入或非门74LS27一片,七段译码器74LS48三片,七段译码器CD4511,共阴极数码管SM120501K三个,二输入与非门74LS00一片,四输入与非门74LS20一片,555定时器一片,二输入与门74KS08一片。
开关3个,电容0.01,0.51,1微法各一个,电阻10k,470欧姆若干,LED个等实验板稳压电源,万用表。
个部分。
设计思路
设计方案
74LS192的工作原理计数器单元电路
74LS48管脚图
74LS48功能表:
停止控制电路:
总电路图:。
篮球竞赛30秒计时器课程设计
篮球竞赛30秒计时器课程设计一、课程目标:通过篮球竞赛30秒计时器课程的学习,能够掌握以下技能:1. 能够理解和运用30秒计时器在篮球比赛中的作用和意义;2. 能够熟练掌握30秒计时器的使用方法和使用规则;3. 能够运用30秒计时器进行有效的进攻和防守;4. 培养团队合作精神和比赛策略意识。
二、课程内容:1. 介绍篮球竞赛30秒计时器的作用和意义;2. 讲解30秒计时器的使用方法和使用规则;3. 练习30秒计时器的操作,并进行比赛模拟;4. 教授进攻和防守策略,并应用于30秒计时器的比赛模拟中;5. 进行团队合作练习,培养团队合作精神。
三、课程安排:1. 熟悉知识点:10分钟简单介绍篮球竞赛30秒计时器的作用和意义,让学生明确学习目标。
2. 讲解使用规则:10分钟详细讲解30秒计时器的使用方法和使用规则,让学生熟悉其操作流程。
3. 30秒计时器操作训练:30分钟让学生进行计时器模拟操作练习,错漏重点训练,直到达到熟练操作的程度。
4. 篮球比赛模拟:20分钟组织两个团队进行比赛模拟,练习30秒计时器的应用,同时结合进攻和防守策略。
5. 团队合作练习:10分钟通过进行团队合作练习,培养学生的团队合作精神和比赛策略意识。
四、教学方法:1. 讲授法:通过讲解30秒计时器的使用方法和使用规则,让学生了解其操作流程,熟悉其使用规则。
2. 模拟操作法:通过计时器模拟操作练习,让学生掌握熟练操作的技巧。
3. 实践练习法:组织比赛模拟,结合进攻和防守策略,让学生在实践中掌握30秒计时器的应用。
4. 团队合作法:通过团队合作练习,培养学生的团队合作精神和比赛策略意识,提高他们的团队协作能力。
五、教学评价:通过考核学生在模拟操作练习和比赛模拟中的表现,以及团队工作能力的发挥情况,综合评价学生的学习成果,给予相应的评估和激励。
六、教学资源:1. 30秒计时器2. 篮球场地3. 篮球装备(篮球、球网、球架、护膝等)4. 篮球教学板书5. PPT课件6. 计时器使用规则手册。
数电大作业—30s倒计时器
4
5
LE:锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态,译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A1、A2、A3、A4:为8421BCD码输入端,A1为最低位。
a、b、c、d、e、f、g:为译码输出端,输出为高电平1有效。
另外 CD4511有拒绝伪码的特点,当输入数据越过十进制数9(1001)时,显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端,高电平时锁存,低电平时传输数据。a,g是 7 段输出,可驱动共阴LED数码管。另外,CD4511显示数“6”时,a段消隐;显示数“9”时,d段消隐,所以显示6、9这两个数时,字形不太美观。
8421 BCD 码,CD4011是四个2输入与非门,当两输入端有一个输入为0,输出就为1。当输入端均为1时,输出为0。当两个输入端都为0时,输出是1。
不过在此次proteus仿真中,就是一个与非门,如下图:
, 4069
4069全称CD4069,是六反相器,以CMOS为基础构件,每个4069中有6个反向器(其实就是数电中的非门)。
1
4011四2输入与非门、4069六反相器、LED灯,开关
, 74LS192
74LS192是十进制可编程同步加锁计数器,它采用8421码二-十进制编码,并具有直接清零、置数、加锁计数功能。其中CP、CP分别是加计数器、减计数器的时钟脉冲输入UD
端(上升沿有效)。PL是异步并行置数控制端(低电平有效),TC、TC分别是进位、UD借位输出端(低电平有效),MR是异步清除端,P0~P3是并行数据输入端,Q3~Q0是输出端。我们将用到的是它的减计数功能。
TC 它的计数原理是:只有当低位端发出借位脉冲时,高位计数器才作减计数器。当D
数字电路课程设计-篮球竞赛30s计时器
目录前言 (2)第一章设计任务及要求 (3)第二章电路设计原理与设计电路 (4)第三章单元模块3.1 秒脉冲发生器 (5)3.2 倒计时电路 (6)3.3 数码管驱动电路 (7)3.4 报警电路 (7)3.5 控制电路 (8)第四章电路仿真、安装与调试4.1 电路仿真 (10)4.2 安装与调试 (10)第五章实验总结 (11)参考文献 (12)附录一 (13)附录二 (14)附录三 (15)前言数字系统中,使用的最多的时序电路是计数器,计数器在生活中得到了广泛的应用。
篮球运动近几年在我国兴起,逐渐成为一种全民健身的项目。
篮球比赛中的30秒规定使得计数器再次发挥了它的功能。
本次设计中利用即为双向计时器的减计数功能完成电路的倒计时。
除了能够显示30秒倒计时外,本设计电路还具有直接清零、暂停、报警等功能。
在正规的篮球比赛中,对时间的精确度的要求较高,有时在最后的几分钟内赛事可以发生很大的逆转。
而运动员控球不可超过30秒的规定更是将比赛对时间的要求精确到了秒甚至更小的单位。
为了满足赛事对时间的要求,设计一个30秒倒计时器,通过显示倒计时,倒计时结束时发出警报帮助裁判更好的判定运动员是否违规。
通过控制电路报警,很大程度上避免了人为因素产生的误差,从而更体现了比赛中的公平公正原则。
并且,随着篮球运动的流行,这种计时器的市场十分可观。
因此,设计一个30秒倒计时器意义重大。
第一章设计任务及要求(1)具有显示30S计时功能;(2)设置外部操作开关,控制计数器的直接清零,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30S递减计时,计时间隔为1S;(5) 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。
第二章电路设计原理本设计是脉冲数字电路的简单应用。
基本设计思路为:利用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0.1秒的方波,再将该脉冲信号加到由74LS161构即周期为1秒,接着将该信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS248把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段输出,然后直接推成动LED,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,光电报警用发光二极管来代替,灯亮代表报警。
数字电子技术课程设计篮球30S计时器
综述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。
在篮球比赛中,规定了球员的持球时间不能超过30秒,否则就犯规了。
本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”,可用于篮球比赛中,用于对球员持球时间30秒限制。
一旦球员的持球时间超过了30秒,它自动的报警从而判定此球员的犯规。
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,数码管显示器灭灯;计时器为30秒递减计时其计时间隔为1秒;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。
1 设计方案1.1 电路设计分析555定时器用来产生周期为1秒的脉冲信号,供计数器进行倒计数,以便将计数器输出的数据传送给译码器,译码器再译码驱动七段数码管显示输出,控制电路实现“篮球竞赛30s”的暂停/继续工作,清零复位,置数/工作;报警电路实现30s计数器减至0秒时报警电路发出光电警报,由此分析得出30秒计时器的总体参考方案框图如图1-1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模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
图1-1 30秒计时器系统设计框图2 单元电路设计2.1 1秒脉冲发生器用555集成电路组成多谐振荡电路为系统提供时钟秒脉冲。
555定时器应用为多谐振荡电路时,当电源接通Vcc 通过电阻R1、R 2向电容C 充电,其上电压按指数规律上升,当u 上升至2/3Vcc ,会使比较器C 1输出翻转,输出电压为零,同时放电管T 导通,电容C 通过R 2放电;当电容电压下降到1/3Vcc ,比较器C2工作输出电压变为高电平,C 放电终止,Vcc 通过R1、R2又开始充电;周而复始,形成振荡。
则其振荡周期与充放电时间有关,也就是与外接元件有关,不受电源电压变化影响。
数电课程设计篮球竞赛30秒计时器设计
数字电路课程设计篮球竞赛30秒计时器设计专业班级:姓名:学号:年月号目录设计要求************************************************************2 正文****************************************************************21.设计原理******************************************************22.设计方案******************************************************33.电路设计******************************************************34.元器件********************************************************75.逻辑电路图****************************************************7 安装与测试*********************************************************111.电路的安装***************************************************112.电路的调试***************************************************11 课程设计小结*******************************************************12 参考文献***********************************************************12 附录***************************************************************13设计要求:本课程设计是脉冲数字电路的简单应用,设计篮球竞赛30秒计时器。
篮球30秒计时器设计
篮球竞赛30秒计时器1设计目的把握数字电路系统的设计方式、装调技术及篮球竞赛30秒计时器的设计,使得学生将所把握的电子技术理论知识与实际相结合,提高学生的动手设计能力和科研创新能力,更好的培育学生的学习爱好。
2设计内容及要求2.1具有显示30秒计时功能;2.2计时器为递减工作,距离为1S;2.3递减到0时发声光报警信号;2.4设置外部开关,操纵计时器的清0,启动及暂停。
3电路工作原理3.1分析要求,画原理框图30秒计时器的整体方框图如图3.1所示。
它包括秒脉冲发生器,计数器,译码显示电路,报警电路和操纵电路等五个部份组成。
其中计数电路是系统的要紧部份。
计数器完成24秒计时功能,而操纵电路完成计数器的清零,启动,暂停等功能。
图3.1原理框图秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和按时标准,电路采纳555集成电路组成的多谐振荡器组成。
译码显示电路用DCD_HEX。
报警电路用发光二极管和蜂鸣器组成。
3.2电路图3.2.1 电路如图3.2.1,该方案计数部份有两片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形下,计数器再进行下一次减计数。
图3.2.1电路图J1实现持续/暂停,J2实现置数/计数功能,J3为清零鍵。
当显示减为00时高位BO端发出借位脉冲,使低位芯片无脉冲输入,电路停止计数,同时LED发出报警信号。
4单元电路设计4.1倒计时电路该电路要紧由两片71LS192组成。
74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。
CPU为加计数时钟输入端,CPD为减计数时钟输入端。
LD为预置输入操纵端,异步预置。
CR为复位输入端,高电平有效,异步清除。
CO为进位输出:1001状态后负脉冲输出,BO为借位输出:0000状态后负脉冲输出。
74LS192引脚图74LS192功能表在该设计中,利用芯片的减计数功能,即时钟脉冲从cpd输入,而cpu接高电平。
篮球30秒定时控制电路设计
一: 设计题目: 篮球30秒定时控制电路设计(优)1.二: 设计任务和基本要求:2.有30s计时功能;3.设置外部操作开关, 具有对计时器清零, 启动和暂停/连续等功能。
计时器为30s递减计时器, 其计时时间间隔为1s.计时器递减计时到零时, 数码显示器不能灭灯, 同时发出报警信号。
1.三: 设计步骤:设计过程:(1)根据设计要求, 得到篮球30秒计时器总体方案框图设计思路: 篮球30秒计时器包括秒脉冲发生器, 计数器, 译码显示器, 辅助时序控制电路和报警电路等。
其中计数器和控制电路事系统的主要部分。
计数器完成30秒计时功能, 控制电路完成计数器的启动、暂停/连续计数。
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间的时序关系。
当启动开关K7闭合(低电平)时, 计数器完成置数功能, 译码显示电路显示30秒字样;当启动开关K7断开(高电平)、K8断开(高电平)时, 计数器开始计数, 当K8为闭合(低电平)时, 计数器停止计数, K8再断开(高电平)时, 继续累计技术。
计数器递减到零时, 发出声光报警信号L=1(正常计数时L=0)。
(2)篮球30秒计时器的顶层电路逻辑图:本实验包括两个模块:a: IC17模块完成计数器计时功能;b: TIM模块完成始终脉冲发生信号功能。
(3). 根据功能模块的划分, 利用ABEL_HDL语言完成设计。
篮球30秒计时器顶层电路中的IC17模块的程序设计程序为:MODULE IC17TITLE '30S'CLK,S,LD PIN;Q7,Q6,Q5,Q4,Q3,Q2,Q1,Q0 PIN ISTYPE'REG';L PIN ISTYPE'COM';Counth=[Q7,Q6,Q5,Q4];Countl=[Q3,Q2,Q1,Q0];EQUATIONSCounth.CLK=CLK;Countl.CLK=CLK;L=(Counth==0)&(Countl==0);” 30秒倒计时WHEN((LD==1)&(S==1)&(Countl==0)&(Counth==0))THEN{Countl:=0;Counth:=0;} ELSEWHEN((LD==1)&(S==1)&(Countl>0))THEN{Countl:=(Countl.FB-1);Counth:=Counth.FB;}ELSE WHEN((LD==1)&(S==1)&(Countl==0))THEN {Countl:=(Countl.FB+9);Counth:=(Counth.FB-1);}”S键按下, 暂停ELSE WHEN(S==0)THEN{Countl:=Countl.FB;Counth:=Counth.FB;}”LD置数30秒WHEN(LD==0)THEN{Countl:=0;Counth:=3;}END篮球30秒计时器顶层电路中的TIM模块秒脉冲发生器的设计程序为:MODULE TIMCLK PIN;Q9..Q0 NODE ISTYPE'REG';H1,H512 PIN ISTYPE'COM';Q=[Q9..Q0];EQUATIONSQ.CLK=CLK;H1=(Q==1);H512=Q0;WHEN(Q==1023)THEN Q:=0;ELSE Q:=Q.FB+1;END引脚适配:Pin AssignmentsPin Name Pin Assignment Pin Type, Pin AttributeK8 6 Input, PULLUPCLK 11 Clock Input, PULLUPQ7 15 Output, PULLUPQ2 16 Output, PULLUPQ1 17 Output, PULLUPQ0 18 Output, PULLUPQ6 21 Output, PULLUPFB 22 Output, PULLUPLED 30 Output, PULLUPQ5 37 Output, PULLUPQ4 38 Output, PULLUPQ3 39 Output, PULLUPK7 41 Input, PULLUP2. 设计实现:(1)编辑编译a: 启动Synario软件, 建立一个新的工程项目, 命名为EXA17.SYN,建立一个新的目录存放EXA17.SYN, 选择器件ispLSI1016E-80LJ44。
篮球竞赛30S计时器课设报告
篮球竞赛30S计时器课设报告
一、课设目的
本课设旨在设计一款篮球竞赛30秒计时器,以便于篮球场地上的裁判员对比赛时间进行管理和控制,以确保比赛的公平性和规范性。
二、课设内容
1.硬件设计
a.主控芯片:使用STM32F103C8T6,该芯片具有较高的性能和较多的外设接口。
b.显示屏幕:使用12864的点阵液晶屏幕,可清晰地显示倒计时及比分等信息。
c.按键:使用4个按键,包括开始/暂停、复位、加时、减时。
d.音响:使用蜂鸣器,作为计时器倒计时结束时的提示音。
2.软件设计
a.实时中断:利用STM32芯片的外部中断功能,监测按键事件。
b.计时器:使用定时器模块控制计时器的时间,可以实现倒计时功能。
c.显示屏幕:借助某些开源库来控制液晶显示屏的驱动,显示屏幕上的各种状态。
d.按键响应:通过判断按键的不同事件,执行相应的操作。
e.倒计时结束提示:利用蜂鸣器发出提示声,提醒比赛时间结束。
三、课设效果
1.简单易用:该篮球竞赛30秒计时器具有易操作、直观、便于理解的特点。
2.实时性良好:利用STM32芯片处理器高速执行指令,确保计时器的实时性。
3.稳定性优异:该计时器采用了物理外设来处理显示屏幕、按键响应、计时等功能,稳定性优异。
四、课设总结
本课设通过利用STM32芯片的高性能,结合物理外设控制液晶显示屏、按键功能、计时器倒计时功能等,成功设计出篮球竞赛30秒计时器。
该计时器具有简单易用、实时性良好、稳定性优异等特点。
电子课程设计报告---篮球竞赛30s计时器
篮球竞赛30S计时器设计报告一. 设计要求设计一个篮球竞赛30S计时器基本要求:(1)计时器为30S递减计时,计时间隔为1S。
(1)设置外部操作开关,控制计数器的直接清零,启动和暂停/连续功能。
(1)计时器递减计时到零时,数码显示器闪烁,同时发出报警信号。
二. 方案设计(1)该设计主要由一个555芯片产生一个时钟脉冲,通过控制电路直接加在递减计时芯片74ls192上,通过七段译码显示电路直接译码显示。
方案一:用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为10Hz的脉冲,再将该脉冲信号加到由74LS161构即周期为1秒,接着将该信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端,再通过译码器74LS248把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段输出,这样加在led七段数码管上显示十进制数,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、报警等功能。
方案二:用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为1Hz的脉冲,即输出周期为1秒的方波,再将该脉冲信号送到DCD_HEX芯片上,经过DCD_HEX 内部译码,使LED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、报警等功能。
方案选择:通过原理分析和仿真实验等步骤比较后,采用方案二,更简洁、方便、易于实现和各个功能。
(2)本设计分为五个部分,脉冲震荡电路、递减计时电路、译码显示电路、报警电路、最后控制电路。
如下系统框图1、脉冲振荡电路该电路由一个555芯片组成:555芯片的工作原理见下表1表1 555工作电压表原理图如下:图2 555脉冲发射电路如上图所示:555电路脉冲计算周期为:T=(R1+2R2)C㏑2;在本图中r1=47K,r2=48k,C=0.1u。
计算下来周期大约为1s钟。
2、递减计时电路该电路由两个74LS192芯片组成,实现30进制的递减计时功能,U2 a,b,c,d 以及U1 c,d输入端全部接地,U1 74ls192 a,b输入端接高电平,实现30进制计数功能。
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课程设计任务书学生:斌专业班级:通信0901指导教师:文工作单位:题目: 篮球30秒计时器1 要求完成的主要任务:用中、小规模集成电路设计一台能显示并进行控制的30倒计时器,要求如下:1.具有显示30秒计时的功能。
2.设置外部工作开关,控制计时器的直接清零,启动与暂停/连续的功能。
3.计时器为30秒递减,时间间隔为1秒。
4.在直接清零是要求显示管灭灯。
5.计时器递减到零时,数码显示管不能灭灯,同时发出光电报警。
2 时间安排:时间:第1-12周理论设计,软件仿真,第15-18周实验室焊接、安装调试。
地点:理工楼E604实验室学生签名:年月日指导教师签名:年月日多功能数字钟电路设计摘要 (1)Abstract (2)1系统原理框图 (3)2方案设计与论证 (4)2.1秒脉冲发生电路 (4)2.2控制电路 (6)2.3计数电路 (7)2.4译码及显示单元电路 (8)2.5报警电路 (8)3单元电路的设计 (12)3.1秒脉冲产生电路的设计 (12)3.2计数电路的设计 (12)3.3控制电路的设计........................................................................... . (13)3.4译码及驱动显示电路设计 (14)3.5 报警电路....................................................................... (16)3.6 电路总图 (17)4仿真结果及分析 (18)4.1 时钟结果仿真 (18)4.2 秒钟个位时序图 (18)4.3报时电路时序图 (19)4.4测试结果分析 (19)5心得与体会 (20)6参考文献 (21)附录1原件清单 (22)附录2系统原理图 (23)摘要计时器在人类生活中有着非常重要而广泛的应用,古时候人们就开始用沙漏和水漏做定时工具,随着科技和社会的发展,人们开始用全新的方法来改造计时器以达到准确计时的目的。
篮球竞赛计时器就是一种典型的计时器的应用。
在篮球比赛中规定球友持球的时间不能超过30秒,否则就是犯规。
本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”,可用于篮球比赛中,用于对球员持球时间进行30秒限制,一旦球员持球的时间超过了30秒,它将自动报警从而判定刺球员的犯规。
本文设计用的是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。
AbstractClock ,as we all know,is widly and importantly used in human life.inancient,our ancestorbegan to use sandglass and hourglass as timework,but,with the fast development of science and sociaty,people start using all new method to change out clock and make it more exacat.Basketball game is a particular field to use clock.there is a rule in basketball game that player can’t hold the ball exceed 30 seconds,otherwise it is a foul.”the 30 seconds clock in basketball game”designed in my course design can used in badketball game,to limited players hold the ball in 30seconds.ones players holdball over 30 seconds it will give an alarm by itself to judge the player is foul.What the paper use is the design to realize medium scale with integrated circuit design method, it is a kind of typical digital circuits, including the portfolio logic circuit and the sequential circuits.It is constitute by the clock pulse circuits, counting circuit, decode drive and display circuit, chime circuit and power circuit component. Clock pulse 555 timing constitute by multiple resonance swing circuit produce,... we draws electronic circuit simulation principle chart and simulation through Multisim10 EDA software, at the same time we use the universal plate welding to made hardware realization circuit.1系统原理框图图 1系统原理框图一.2加法|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。
4)当计数器递减到零时,控制电路输出报警信号,计数器保持状态不变。
2方案设计与论证2.1时间脉冲产生电路方案一:由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。
图 2 555与RC组成的多谐振荡器图方案二:由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CD4060、BCD同步加法计数器CD4518构成的秒信号发生器。
图 3 石英晶体振荡器图电路中利用CD4060组成两部分电路。
一部分是14级分频器,其最高分频数为16384;另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。
震荡器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2 CD4518构成的二分频器,分频后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。
方案选择:本课程设计中对秒脉冲信号的精度要求并不是很高,并且方案二中用CD4060和分频器构成的基准秒脉冲发生电路较于前者要复杂的多,而且CD4060和CD4518我们平常很少用,对其功能和引脚信息了解不多,所以,我们选用了方案一,用555定时器构成电路中的脉冲信号发生器。
2.2控制电路(1) 暂停/连续控制电路电路过外部操作开关控制脉冲信号的连续与暂停来实现整个电路的连续与暂停功能。
通过开关控制高低电平的接入,进而控制秒脉冲是否接入计数器,从而达到暂停和连续的功能。
原理图如下所示。
(2)置数/启动控制电路利用单刀双掷开关一端接地一端接电源,控制给计数电路的复位清零引脚接入高低电平2.3计数电路在数字系统中使用的最多的时序电路要算是计数器了。
计数器不仅能用于对时钟脉冲计数,还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。
计数器的种类非常多。
如果按计数器中的触发器是否同时翻转分类,可以将计数器分为同步式和异步式两种。
在同步计数器中,当时钟脉冲输入时触发器的翻转是同时发生的。
而在异步计数器中,触发器的翻转由先有后,不是同时发生的。
在设计中我们选择的是同步加/减计数器74LS192。
它是双时钟同步可逆计数器,是8421BCD码计数,其详细引脚图及功能表如下:图3.3.1 74LS192引脚图表3.3.1 74LS192功能表表中CR是清零端,LD是置数端,CPU 是加计数时钟输入端,CPD是减计数时钟输入端,D3﹑D2﹑D1﹑D0DO都是计数器预置数输入端,Q3﹑Q2﹑Q1﹑Q0都是数据输出端,另外,C0是非同步进位输出端,BO是非同步借位端输出端。
2.4译码驱动及显示单元电路BCD码七段译码驱动器型号有74LS47(共阳)74LS48(共阴)、CD4511(共阴)等,本设计采用的是74LS48。
其中A-D为BCD码输入端;a-g为译码输出端,输出“1”有效,用来驱动LED共阴数码管;LT’为测试输入端,LT’=0时,译码输出全为“1”;BI’为消隐输入端,BI’=0,译码输出端全为“0”;LE为锁定端,LE=1时译码器处于锁定状态,译码输出端保持在LE=0时的数值,LE=0为正常译码。
74LS48有上拉电阻,故只需要在输出端与数码管管脚端之间串入限流电阻即可工作。
译码器还有拒伪码功能,当输入码超过1001时,输出全为“0”,数码管熄灭。
74LS48引脚图3.5 报警电路设计中要求电路在计数为0时实现光电报警的功能。
设计方案中发光二极管实现了这一功能。
电路图如下图。
当高位计数器的数值减到0时,向前借位借口~BO又高电平变为低电平,有点路可知这是LED二极管亮,达到光电报警的作用。
3单元电路的设计3.1时间脉冲产生电路的设计产生1Hz时间脉冲的电路图由于R1=600Ω,R6=100Ω,C1=10Uf,C2=10nF,因为T=(R1+2R2)C㏑2 ,算得T=1.008 s 3.2计数电路的设计30秒篮球计时器,只需要进行单一的递减计算,所以在设计中我选择的是同步加/减计数器74LS192。
它是双时钟同步可逆计数器,是8421BCD码计数。
设计过两片74LS192的级联来实现一个30进制的计数器。
当低位片从0跳到9时,高位片进位加一,直到实现三十秒的计数功能。
再者,因为要求中提到要求电路要实现倒数计时,所以74LS192的加计数器信号输入当应该加上无用性号(高电平)。