。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。 基本原理 秒计时器的总体参考方案框图如图所示。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集成电路或由与非门组成的多谐振荡 器构成。 译码显示电路由和共阴极七段显示器组成。报警电路在实验 中可用发光二极管和鸣蜂器代替。 主体电路秒倒计时。秒计数芯片的置数端清零端共用个开关 比赛开始后秒的置数端无效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。 总体设计框图 图倒计时设计总体框图 十位显示 译码驱动译码驱动 报警电路 个位显示 计数器秒脉冲发生器 控制电路 计数器 总体电路说明 倒计时功能主要是利用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。 单元电路设计各单元电路图 各芯片的用法和功能 输入信号为码输出端为共线另 有条控制线。端为测试端。在端接高电平的条件下当时无论 输入端为何值输出全为高电平使段显示器件显示 字型此功能用于测试器件。端为灭零输入端。在条件下当输入 时输出全为低电平可使共阴显示器熄灭。但 当输入不全为零时仍能正常译码输出使显示器正常显示。 端为消隐输入端。该输入端具有最高级别的控制权当该端为低电平时不管 其他输入端为何值输出端均为低电平这可使共阴显示器熄灭。另外 该端还有第二功能灭零信号输出端。当该位输入的时 此时输出低电平若该位输入的不等于零则输出高电平。若将 与配合使用很容易实现多位数码显示时的灭零控制。 功能表如下 定时器 当电容电 压下降到比较器工作输出电压变为高电平放电终止通 功能 或数 字 输入输出 显示 字形 灭灯灭灯 试灯 动态 灭灯灭灯 无效 输出 过。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。 输出波形的振荡周期可用过渡过程公式计算  当时把  代入三要素方程。于是可解出   当时  代入公式于是可解出  振荡周期 于是为了产生周期为秒的脉冲可以使  是十进制计数器具有异步清零和异步置数功能且有 进位和借位输出端。当需要进行多级扩展连接时只要将前级的端接到下级 的端端接到下级的端即可。 功能表 操作 清零 置数 ↑加计数 ↑减计数 保持 单元模块 信号发生部分 秒脉冲的产生由定时器所组成的多谐振荡电路完成。电路图如下图所 示。当开关断开时定时器产生周期为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中故在保持状态即实 现暂停功能。 图信号发生电路 倒计时部分 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倒计到然后停 止所以这里的高位不需要做成六十进制的计数器。 因为预置的数不是所以我选用置数端来进行预置数。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。接电源接地时钟脉冲从与门 输出后接到低位的然后从低位接到高位的输入端低位 高位接电源其他引脚和都接地。接到开关的活动端的另 外两引脚分别接的活动端和地。而的另外两个引脚分别接到电源和地。 图秒倒计时电路 停止控制电路 倒数计数器到零时需要将电路转换到并且停住。现在选取计数器 到零的状态秒计到从各引脚引出线接到二脚与非门当计数器从 状态转换到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。使电路转换到。由于数字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到的转换。再通过与非 门所组成的触发器的输出端输出低电平使处于保持状态。这样就实 现了转换并停止的电路。 赣南师院 物理与电子信息学院 课程设计报告书 姓名殷新星 班级电子科学与技术 学号 时间年月日 设计题目篮球比赛秒倒计时器的设计 课程论文 要求 设计制作个篮球竞赛计时系统具有进攻方秒倒计时功能具体设 计要求如下 具有显示倒计时功能用两个共阴数码管显示其计时间隔为 。 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。 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 。 计时器递减计数到时计时器跳回停止工作并给出声 音和发光提示即直流振荡器发出声响和发光二极管发光。 设计过程 目录 前言 总体设计思路基本原理和框图 设计思路 基本原理 总体设计框图 单元电路设计各单元电路图 各芯片的用法和功能 定时器 单元模块 信号发生部分 倒计时部分 停止控制电路 警报提示装置 总设计总电路图 安装调试步骤 故障分析与电路改进 故障分析和解决 电路改进 总结 心得体会 元件清单 附图 参考文献 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的个环节是将理论知识和 实践能力相统的个环节是真正锻炼学生能力的个环节。 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 球员持球时间秒限制。旦球员的持球时间超过了秒它自动的报警 从而判定此球员的违例。 本设计主要能完成显示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出光电报警信号等。 整个电路的设计借助于仿真软件以及数字电路相关理论知 识并在下设计和进行仿真得到了预期的结果。 总体设计思路基本原理和框图 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秒倒计时和计时结束警报 提示。攻方秒倒计时当比赛准备开始时屏幕上显示秒字样当比赛 开始后倒计时从逐秒倒数到。这模块主要是利用双向计数器 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。 基本原理 秒计时器的总体参考方案框图如图所示。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