篮球24秒倒计时设计

电子技术综合课程

设计

课程：电子技术综合课程设计题目：篮球比赛24秒计时电路所属院(系) 物理与电信工程学院

专业班级

姓名学号

指导老师

完成地点

2015年 10 月 10日

任务书

篮球比赛24秒计时电路设计

一．任务及要求

设计并制作一个篮球比赛24秒计时电路电路。要求如下：

1．电路具有24秒倒计时功能。

2．有两个数码管显示计时时间，按预置（开始）按钮，数码管显示定时时间；再按开始按钮，倒计时开始，计数到0时计数停止。

3．倒计时结束时，计数器停止计数，LED灯亮表示进攻时间结束。

4．电路具有预置数功能，可以在24秒之内从任意时刻开始计数。

5．电路具有报警功能，在24秒进攻时间结束时报警。用压控陶瓷蜂鸣器作为电声元件。

6．自制本电路所用得直流电源和一秒信号源。

二．参考资料

《数字电子技术实验任务书》实验四及实验六

《电子技术基础》课程设计资料

目录

前言 (2)

1整体电路设计 (3)

1.1设计思路 (3)

1.2基本原理 (3)

1.3电路设计框图 (3)

2方案论证 (5)

2.1方案一 (5)

2.2方案二 (5)

2.3方案确定 (5)

3模块电路设计 (7)

3.1信号源的设计 (7)

3.2电源电路设计 (8)

3.3计时电路设计 (8)

3.4显示电路设计 (9)

3.5停止控制电路 (10)

3.6报警提示电路 (11)

4仿真调试及实验装调 (11)

4.1软件简介 (11)

4.2软件仿真 (12)

4.3 电路调试 (12)

4.4 结果分析 (13)

小结 (15)

参考文献： (14)

附录一：电路仿真图 (16)

附录二：元器件清单 (17)

附录三：器件管脚与功能说明 (17)

附录四：实物图 (19)

前言

在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过二十四秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛二十四秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间二十四秒限制。一旦球员的持球时间超过了二十四秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规篮球的24秒计时器只是计时器的一种。在生活中，我们经常会看见各种计时器，例如，在十字路口的红绿灯上我们会看到一个34秒计时器；我们经常看到的电子表也是计数器的一种；在体育课上老师用的秒表也是一种计时器。计时器给我们的生活带来了很大的方便，可以说我们的生活离不开计数器。

本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛24秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接置数、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实用价值。

通过本次课程设计，可以了解计时器的组成和原理以及许多应用，为设计更复杂的计时器打好基础。同时通过本次课程设计也能提高学生的设计电路，排查故障，思考问题等多种能力。

1整体电路设计

1.1设计思路

本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛24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实用价值。

篮球竞赛记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。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。这一模块主要是利用双向计数器74LS192来实现；警报提示：当计数器计时到零时，给出提示音。这部分电路主要通过移位寄存器和一些门电路来实现。

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。

1.2基本原理

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在与门中将时钟截断，使计时器在计数到零时停住。

1.3电路设计框图

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。

整体电路设计如图1.3-1所示：