FILENAME篮球竞赛30秒计时器.doc第页共NUMPAGES20页FILENAME篮球竞赛30秒计时器.doc摘要本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了竞赛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。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。此计时器主要由计时模块、控制模块、以及译码显示3个模块组成。此电路是一时钟产生，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。目录前言………………………………………………………………4第一章计数器概述………………………………………………51.1计时器的特点及应用……………………………………51.2设计任务及要求…………………………………………6第二章电路设计原理及单元模块…………………………………72.1设计原理…………………………………………………72.2设计方案…………………………………………………82.3单元模块………………………………………………102.3.18421BCD码递减计数器模块……………………102.3.2时钟模块………………………………………132.3.3辅助时序控制模块……………………………142.3.4译码显示模块…………………………………17第三章安装与调试………………………………………………203.1电路的安装……………………………………………203.2电路的调试……………………………………………20第四章实验体会…………………………………………………21结论………………………………………………………………23参考文献……………………………………………………………24附录………………………………………………………………251.设计目的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是何其重要的。在竞赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就犯规了。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。2设计基本要求具有显示30秒计时功能；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，要求数码管显示器灭灯；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，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。整个电路的设计借助于Multism仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识，并在Multism下设计和进行仿真，得到了预期的结果。3设计任务及目标：（1）根据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块的管脚及其功能；（3）进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求；（4）写出完整、详细的课程设计报告。4主要参考器件：NE55574LS192（2）74LS48（2）第二章电路设计原理与单元模块2．1设计原理30秒计时器的总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30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。秒脉冲发生器计数器译码显示控制电路报警电路外部操作开关图2-130秒计时器系统设计框图译码显示电路由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代替。2．2设计方案分析设计任务，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。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。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示“30”字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停／连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停／连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。系统设计框图如图2-1所示。30竞赛秒计时器实验电路如图2-2所示。如果根据实验所提供的参考器件，还可在秒脉冲发生模块上做些变化，前者产生的脉冲周期直接是1秒；如果让其产生的秒脉冲频率为