1、篮球竞赛 30s 计时器逻辑电路设计 数字电子技术课程设计 设计题目： 篮球竞赛 30s 计时器逻辑电路设计 专 业： 电子信息科学与技术 班 级： 12 信 息 本 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2013 年 12 月 20 日 篮球竞赛 30s 计时器逻辑电路设计 篮球竞赛篮球竞赛 30s30s 计时器逻辑电路计时器逻辑电路设计设计 摘要：摘要：基于数字电路课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践 能力相统一的环节，是真正锻炼学生能力的环节。 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、游戏中的倒计时， 交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通信号控制机
2、、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。 在篮球比赛中，规定了队员的持球时间不能超过 30S，否则就犯规了。本课程设计的“篮 球竞赛 30S 计时器”，可用于篮球比赛中，用于对队员持球时间 30S 的限制。一旦队员的持 球时间超过了 30S，它自动的报警从而判定此队员的犯规。 篮球竞赛 30S 计时器具有计时、暂停、清零、报警的功能，整个电路的设计借助于 Proteus 仿真软件和数字逻辑电路，并在 Proteus 下设计和进行仿真，得到了预期的结果。再 通过实际焊接和调试来现实实现这些功能。 关键词：关键词：计时器；脉冲发生器；数码
3、显示；清零；报警 第一章第一章 设计任务设计任务 篮球竞赛 30S 计时器 篮球竞赛 30s 计时器逻辑电路设计 1. 具有显示 30S 计时功能； 2设置外部操作开关，控制计数器的直接清零，启动和暂停/连续功能； 3在直接清零时，要求数码显示器灭灯； 4计时器为 30S 递减计时，计时间隔为 1S； 5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。 第二章第二章 方案设计及比较方案设计及比较 2.1 2.1 设计方案设计方案 根据目前所学的知识，主要有以下两种设计方法 （1）.方案一： 图 2.1 方案一篮球竞赛 30S 计时器电路 篮球竞赛 30s 计时器逻辑电路设计 （
4、2）.方案二; 图 2.2 方案二篮球竞赛 30S 计时器电路 2.2 2.2 方案比较方案比较 方案一：虽然元器件也挺多，但对比与方案二更多，而且需要的芯片也更少， 这样所需成本更少，线路更简单些，焊起来也更快。 方案二：结构复杂，线路很多，用的元器件也比较多，而且要用到两个 555 芯片，需要的芯片也更多，这样在实际焊的过程中工作量比较大。 所以，综合考虑，选择方案一较好。 篮球竞赛 30s 计时器逻辑电路设计 第三章第三章 单元电路分析与设计单元电路分析与设计 3.1 3.1 电路设计原理电路设计原理 篮球竞赛30S计时器的总体参考方案框图如图 3-1 所示。它包括秒脉冲发生 器，30S
5、计时器，单元译码显示部分，报警电路和外部操作信号五大块组成，其中 外部操作信号包括置数启动，暂停和清零电路。 图 3.1 篮球竞赛 30S 计时器设计总框图 3.2 3.2 单元模块单元模块 3 3. .2 2.1.1 脉冲产生电路（脉冲产生电路（555555定时器）定时器） 555定时器主要是通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较 器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。 这就很方 便地构成从微秒到数十分钟的延时电路、以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密 特触发器等脉冲波形产生和整形电路。 NE555 为 8 脚时基集成电路，各脚主要功能（集成块图在下面
6、） 1 地 GND 2 触发 3 输出 4 复位 5 控制电压 6 门限(阈值) 7 放电 8 电源电压 Vcc 用 555 定时器构成多谐振荡器： 用 555 定时器构成多谐振荡器电路如图(a)所示。电路没有稳态,只有两个暂 稳态,也不需要外加触发信号,利用电源 VCCCC通过 R1 1和 R2 2向电容器C 充电,使 uC C逐渐 升高,升到2VCC/3时,uO O跳变到低电平,放电端D导通,这时,电容通过电阻R2 2和D端 放电,使uC C下降,降到VCC/3时,uO O跳变到高电平,D端截止,电源VCC又通过R1 1和R2 2向 篮球竞赛 30s 计时器逻辑电路设计 电容器 C 充电。 如此循环,振荡不停, 电容器 C 在 VCC/3 和 2VCC/3 之间充电和放电, 输出连续的矩形脉
