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1、-成绩 课程设计说明书课程设计名称：电子技术课程设计题 目：篮球比赛计时器设计学 院：电气与电子信息学院学 生 姓 名：专 业：信息工程学 号：指 导 教 师：日期：年 7 月 13 日. z.-. z.-篮球比赛计时器设计摘要：本设计是简单应用脉冲数字电路对篮球比赛计时器进展设计，本设计能够对篮球比赛进展24秒为例处分倒计时以及对每节比赛的12分钟进展倒计时。本电路主要由五个模块构成：计数器、秒脉冲发生器、控制电路、译码显示电路和报警电路。控制电路直接控制计数器开场计数、暂停、连续计数等功能，译码显示电路的显示等功能。当控制电路的置数开关闭合时，在数码管上会显示数字24，启动电路后每当一个秒
2、脉信号输入到计数器时，数码管上的数字就会自动减1，当计时器递减到零时，报警电路发出光电报警与蜂鸣信号。本设计所具备的功能，实现了在许多的特定场合进展时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。关键词：计数器，24秒倒计时，译码显示电路，控制电路，报警电路Abstract：The design is simple application of pulse digital circuit design of basketball game timer. This design to the game of basketball to 24 seconds for cases of punis
3、hment countdown and on 12 minutes per game countdown.This circuit is mainly composed of five modules: counter, second pulse generator, control circuit, decoding display circuit and alarm circuit. Control circuit direct control counter to start counting, pause, continuous count and other functions, d
4、ecoding display circuit display and other functions. When the control circuit of the switch is closed, in the digital tube can display the number 24, start circuit whenever a seconds pulse signal input to the counter, digital tube digital will automatic minus 1. When the timer is reduced to zero, th
5、e alarm circuit of a photoelectric alarm signal and the buzz. The function of this design has realized the function of time tracing in many special occasions. It also has a wide application value in social life.Keywords： Counter, 24 seconds countdown, decoding display circuit, control circuit, alarm
6、 circuit目录1前言11.1设计背景11.2设计目标11.3实施方案11.4必备条件12 总体方案设计12.1方案比拟12.1.1 方案一12.1.2 方案二12.2方案论证12.3方案选择13单元模块设计13.1各单元模块功能介绍及电路设计13.1.1 秒脉冲发生器的设计13.1.2 12分钟倒计时器的设计13.1.3 24秒倒计时器的设计13.1.4 节次电路的设计13.1.5 报警和提示音电路13.2 特殊器件的介绍13.2.1 计数器74LS19213.2.2 BCD码7段译码器CD451113.2.3 555时钟芯片14系统调试14.1调试环境14.2硬件调试14.2.1 功能
7、调试14.2.2 秒脉冲发生器14.2.3 24秒倒计时14.2.4 12分倒计时器14.2.5 节数计数单元14.2.6 篮球比赛计时器置数功能14.2.7 篮球比赛计时器暂停功能14.2.8 篮球比赛计时器报警响音功能15结论126总结与体会217谢辞218参考文献21附录211 前言1.1 设计背景随着经济的开展，人们物质生活逐渐丰富，对精神文明的追求也同样不断提高，人们都希望拥有好的心态以及强健的体魄。于是人们通过体育运动来锻炼自己，特别是自从21世纪姚明进入NBA之后，中国便刮起了阵阵篮球风，青少年对篮球的热情也是日渐高涨。为此，在充分理解篮球比赛规则的根底上，设计出简易的篮球比赛计
8、时器，此篮球计时器简单，精度高，充分表达了篮球比赛的公平公正，适合国家篮球运动普及和青少年篮球运动的开展。对我们专业的学生来说，这个课题比拟适合现阶段的我们来设计。1.2 设计目标设计的计时器具有24秒倒计时跟12分钟倒计时功能的篮球比赛计时器篮球比赛计时器，实际上是一种多功能倒计时装置，它包括12 min、24 s倒计时，按键启停功能和自动音响提示等。该电路主要由秒信号发生电路、启停电路、声响电路、门控电路、显示电路和计数电路等组成。 篮球比赛上下半场四节制，每节12 min，要求能随时暂停，启动后继续计时，一节比赛完毕后可清零。 按篮球比赛规则，进攻方有24 s为倒计时。要求进攻方得到发球
9、权后，必须在24 s内完成一次进攻，否则将球权判给对方，因此需要一个具有24 s的倒计时功能。 分、秒显示用LED数码管，应配用相应译码器。 用扭子开关控制计时器的启动暂停。 24s计时时间到、每节完毕和全场完毕能自动音响提示。1.3 实施方案首先就是要理清实现设计的框图，在总体框图的指导下，作出具体的电图，由要设计实现的功能，计算出各个电路元件的值，并逐一对各个元件进展选择。最后用仿真软件对设计进展仿真操作，调试软件，并对照出的设计有误的地方进展必要的修正，确保设计的正确。1.4 必备条件要实现该电路的设计，首要的就是要制定出设计的实现框图，并在教师的指导和参照资料的条件下作出具体电路图，选
10、定实现实现该设计的各种元器件。另外，还应由必要的软件帮助设计的完善和校验。例如本次设计，我们就用到了protues这一软件来辅助我们的篮球比赛计时器的设计和调试。2 总体方案设计对同一种目的的实现，可以用不同的方案，下面就着重介绍以下两种方案对同一目的的实现方法。并比拟两种方案的优劣。篮球比赛计时器的主要功能包括： 12分钟倒计时、进攻方24秒倒计时计时暂停，重新开启和完毕警报提示。该计时系统由以下四个电路模块组成：1秒时基产生器：这局部利用32.768KHz需要通过分频器，最终产生1赫兹的电信号，驱动整个电路的运作。这一模块主要是利用CD4060和CD4027的锁存和分频功能来实现。12分钟
11、倒计时：这局部电路完成12分钟倒计时的功能，比赛准备开场时，屏幕上显示12：00字样。当比赛开场时，倒计时从12：00开场逐秒递减到00：00。这一模块主要利用双向计数器74LS192的减计数功能来实现。攻方24秒倒计时：这局部电路与12分钟倒计时功能类似，当比赛准备开场时，屏幕上显示24秒字样，当比赛开场后，倒计时从24逐秒倒数到00。这一模块主要也是利用双向计数器74LS192来实现。节数记次：四个LED分别表示四场节次，根据比赛场次的转换，用适当的方法使这四个LED依次自动指示四场节次。警报提示：当两个计数器中任一个计时到零时，BO端出现低电平。通过和二极管作用，发光二极管亮，起到报警作
12、用。2.1方案比拟方案一系统框图如图2-1所示:控制电路晶振秒脉冲发生器24秒倒计时译码电路进攻时间显示器报警提示装置12分钟倒计时译码电路小节时间计时显示器节数显示器图2-1方案一的系统框图工作原理简述：接通电源后，场外裁判将计时器开关拨到置数状态，锁存器处于制止状态，计时显示器显示12:00和24数字。主裁判抛球时，计时开场，假设双方有暂停或犯规，裁判暂停计时，此时计数被锁存，暂停完毕，计数继续。此外，24秒进攻时间到时，报警提示响起，转而进入下一个24秒进攻阶段，每小节时间完毕时，报警同样响起，节数增加一。方案二12分钟译码器12分钟计数器比赛时间显示24秒计数器24秒译码器进攻时间显示
13、报警提示灯报警喇叭暂停开场继续清零555多谐振荡器图2-2方案二的系统框图工作原理简述：接通电源后，场外裁判拨到单节置数状态，使的显示屏上显示12:00和24的字样，当主裁抛球，比赛开场，同时计时开场，12分和24秒倒计时，如果在比赛当中有犯规或其他情况需要暂停，裁判按下暂停按钮，时间被锁存器锁存，等罚完球或者情况处理完后，按下按钮，24秒清零，计时继续。如果在比赛当中出现进攻时间超过24秒。此时警报响起，报警灯提示。如果比赛时间少于24秒，则以比赛时间为准，忽略进攻时间。一旦12分钟计时完毕，同样报警提示。当下一节比赛开场，比赛节数就加一，直到四节比赛完毕。2.2方案论证方案可行性分析：对于
14、方案一不可行，因为缺少几个重要的计时器的功能；报警声电路和提示音电路不能用一个电路实现，是因为报警声是连续的，因此需要一个单稳态电路和一个多谐震荡电路。而提示音是连续的，只需一个多谐震荡电路即可。并且它们的工作状态不同，对其元件的参数设置也就不同。至于置数功能，不能将24秒进攻时间完毕后很好的置回到24秒。. z.-对于方案二可行，是在方案一的根底之上进展修改和完善的。实现报警电路和提示音电路分开，以到达各自的工作状态；使计数器的功能更加独立完善，彼此不会产生干扰。另外，更加具有操作性。2.3方案选择比拟方案一和方案二可以看出，方案二比方案一更加可靠，而且使用到的元器件也都是我们所常用到的一些元件比方：555，CD4511、74LS192以及开关、电容、电阻、各种门电路等一些我们所学过，用过的根本器件；从操作行和可行性上说方案二思路清晰，成品的使用方便等优势；从自身的势力上来说，方案二略显复杂一些，但由于本次设计是第一次将数字电子电和模拟电子运用于实际的电路设计中，我们尚未完全的掌握这2门知识，对电路还不能到达最优化的设计，
