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1、EDA技术课程设计课题：篮球竞赛30秒计时器设计系 别： 电气与电子工程系专 业： 电子信息工程姓 名： 朱亚辉学 号： 123408155指导教师： 梁成武河南城建学院2011年6月24日成绩评定一、指导教师评语（根据学生设计报告质量、答辩情况及其平时表现综合评定）。二、评分（按下表要求评定）评分项目设计报告评分答辩评分平时表现评分合 计 （100分）任务完成情 况（20分）课程设计报告质量（40分）表达情况（10分）回答问题情 况（10分）工作态度与纪律（10分）独立工作能力（10分）得分课程设计成绩评定班级 姓名 学号成绩： 分（折合等级 ）指导教师签字 年 月 日一、设计目的 随着生活
2、水平的提高，人们对于生活品质的高要求。对于时间的准确越来越发期盼。比如在田径，足球等体育运动中时间的分秒必争显的更加的不可或缺。在这样的大背景下，计时器也应运而生。特别在于篮球比赛中通常是零点几秒可以决定各方的悲喜。人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏，但在钟表诞生发展成熟之后，人们开始尝试使用这种全新的计时工具来改进定时器，达到准确控制时间的目的。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。二、设计要求1、具有30s计时功能，并且能够实时显示计数结果。2、设有外部操作开关，控制计数器实现直
3、接清零、启动以及暂停/连续工作等操作。3、计时器为30s递减计时，计时间隔为1s。4、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。三、总体设计原理与内容1、设计的总体原理30秒计时器的总体参考方案框图如图31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、计时时间到进行报警。 图31 总设计框图2、设计内容分析设计任务，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计
4、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，在设计控制部分时，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，计数器完成置数，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。3、设计方案方案一：通过对要求的分析，在译码显示时若采用静态显示时，需要对两个七段数码管的引脚进行设置，而不需要动态扫描。此时再进行倒计时时，显示部分的两个数码管同时点亮。
5、注意此种方案所用的时钟信号为1HZ，若大于或小于1HZ，则会使时间间隔大于或小于1秒。方案二：本方案采用动态扫描来进行译码显示，这种方法可以只对一个数码管的引脚进行设置，这样可以节省能源。此种方案需要用两个时钟信号，第一个时钟信号要为1HZ，和方案一相同。但第二个时钟要远远大于时钟一，因为动态扫描利用了人的视觉停留原理，从而造成两个一起亮的假象。 通过方案的对比，我选择了方案一进行设计，但方案二在本报告的后面也给出了设计的源代码，这里着重进行方案一的设计实现。四、EDA设计及仿真1、倒计时源程序通过设计，以下给出方案一及方案二的源程序。方案一：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD
6、_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;-ENTITY CNT30 IS -令设计的实体名为CNT30PORT(CLK,CLR: INSTD_LOGIC; -输入时钟信号、清零信号RST,ENB : INSTD_LOGIC; -复位、开始/暂停输入端 WARN: OUT STD_LOGIC; -报警信号输出端 S1,S0 : OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);-译码输出END CNT30;-ARCHITECTURE A OF CNT30 ISSIGNAL DD: STD_LOGIC_VECTOR (3 DO
7、WNTO 0); -定义两个中间信号SIGNAL SS : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;BEGINPRO1: PROCESS (CLK,CLR,ENB) VARIABLE TMPA: STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0); VARIABLE TMPB: STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0); VARIABLE TMPWARN: STD_LOGIC;BEGIN IF CLR=1 THEN TMPA:=0000;TMPB:=0000;TMPWARN:=0; -清零 ELSIF CLKEVENT AND CLK=1 THE
8、N IF RST=1 THEN TMPB:=0011;TMPA:=0000;TMPWARN:=0; -上升沿且复位键为1时，对变量赋初始值30 ELSIF ENB=1 THEN IF TMPA=0000 THEN IF TMPB/=0000 THEN TMPA:=1001; TMPB:=TMPB-1; -开始键按下后，当个位为零且十位不为零时，十位数字减一，个位数字变为九 ELSE TMPWARN:=1; -若十位、个位都为0时，报警信号为1 END IF; ELSE TMPA:=TMPA-1; -若刚开始个位不为0，则个位数减一 END IF; END IF; END IF; SS=TMPA
9、;DD=TMPB;WARN S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S1 S0 S0 S0 S0 S0 S0 S0 S0 S0 S0 S0=0000000; -其它不显示 END CASE ;END PROCESS;END A;方案二：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;-ENTITY CNT30 ISPORT(CLK,CLK1,CLR: IN STD_LOGIC;RST,ENB : IN STD_LOGIC; SEL : OUT STD_LOGIC_ VECTOR(1 DOWNTO 0); -片选信号 WARN: OUT STD_LOGIC; S:OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);-译码输出END CNT30;-ARCHITECTURE A OF CNT30 ISSIGNAL DD: STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);SIGNAL SS : STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0) ;BEGINPRO1: PROCESS (CLK,CLR,ENB) VARIABLE
