1、 1 题题 目：目： 篮球竞赛篮球竞赛 3030 秒计时器秒计时器 摘摘 要要 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛 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。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 也具有广泛的应用价值。 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下 3 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
2、，使设计 起来更加简单、方便、快捷。此电路是以时钟产生，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。 关键关键词词 计时器 ； 光电报警 ； 模块化. 2 第一章第一章 计计 时时 器器 概概 述述 1.1 1.1 计时器的特点及应用计时器的特点及应用 随着社会文明的进步和科学技术的发展， 先进的电子技术在各个学科和技术 领域占有不可或缺地位。在我国现代化建设的发展进程中，数字电子技术的应用 也越来越广泛。而计时器恰恰是数字电子技术的一个重要组成部分，计时器是一 个用来实现计数功能的时序部件，它不仅可以用来计脉冲个数，还常用来做数字 系统的定时、分
3、频，执行数字运算，以及其他特定的逻辑功能等等。 1.2 1.2 设计任务及要求设计任务及要求 1.2.11.2.1 基本要求：基本要求： (1) 具有显示 30 秒计时功能； (2) 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； (3) 在直接清零时，要求数码管显示器灭灯； (4) 计时器为 30 秒递减计时，其计时间隔为 1 秒； (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。 1.2.2 1.2.2 设计任务及目标：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
4、电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求； 3 2.2.1 1、设、设计任务目的计任务目的 1.1.根据单片机课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计电子秒表，以加深根据单片机课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计电子秒表，以加深 对单片机知识的理解，锻炼实践动手能力，为以后的毕业设计和工作打下坚实对单片机知识的理解，锻炼实践动手能力，为以后的毕业设计和工作打下坚实 基础；基础； 2.2. 熟悉汇编语言或熟悉汇编语言或 C C 语言的程序设计方法，熟悉语言的程序设计方法，熟悉 5151 系列单片机的使系列单片机的使 用；用； 3.3. 掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器掌握单片机
5、的内部功能模块的应用，如定时器/ /计数器、中断、计数器、中断、I/OI/O 口、串行口通讯等功能；口、串行口通讯等功能； 4.4. 掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现 2 22 2 设计方案设计方案 使用使用 STC89C51STC89C51 单片机作为核心控制部件， 采用单片机作为核心控制部件， 采用 12M12M 晶体振荡器及晶体振荡器及 30PF30PF 微小微小 电容构成振荡电路；用电容构成振荡电路；用 1 1 个四位一体共个四位一体共阴极数码显示管作为显示部分，构成数阴极数码显示管作为显示部分，构成数 字式秒表的主体结构，配
6、合独立式键盘和复位电路完成此秒表的计时、清零、字式秒表的主体结构，配合独立式键盘和复位电路完成此秒表的计时、清零、 停止、增减初始时间等各项功能停止、增减初始时间等各项功能 2.3.1 8421BCD2.3.1 8421BCD 码递减计数器模块码递减计数器模块 计数器选用汇总规模集成电路 74LS192 进行设计较为简便，74LS192 是十进 制可编程同步加锁计数器，它采用 8421 码二-十进制编码，并具有直接清零、置 数、加锁计数功能。 图 2-3 是 74LS192 外引脚及时序波形图。图中 U C P、 D C P分别是加计数、减计数 的时钟脉冲输入端（上升沿有效） 。 LD是异步并行置数控制端（低电平有效） ， C O、BO分别是进位、借位输 出端（低电平有效） ，CR 是异步清零端，D3-D0 是并行数据输入殿，Q3-Q0 是输 出端。 74192 的功能表见下表 2-1 所示。其工作原理是：当LD=1，CR=0 时，
