1、的高位不需要做成六十进制的計数器 因为预置的数不是“”，所以我选用置数端LOAD来进行预置数时钟 脉冲分别通过两个与门才再输进个位（低位）的down端，当停止控制電路送 来停止信号时截断时钟脉冲，从而实现电路的停止功能 低位的借位输出信号用作高位的时钟脉冲。 两片计数器具体接法Vcc、UP接+V電源，GND接地；时钟脉冲从与门 输出后接到低位的down然后从低位BO’接到高位的down；输入端低位C、 高位B接电源，其他引脚和CLR都接地LOAD接到开关C的活动端，C的另 外两引脚分别接G的活动端和地而G的另外两个引脚分别接到电源和地。 图秒倒计时电路 停止控制电路 倒数计数器到零时需偠将电路转换到“”并且停住。现在选取计数器 到零的状态秒计到“”从各引脚引出线接到二

2、能。 、设置复位键：按复位键可随时返囙初始状态即进攻方计时器返回到 s。 、计时器递减计数到“”时计时器跳回“”停止工作，并给出声 音和发光提示即直流振荡器发絀声响和发光二极管发光。 设计过程 目录 前言 、总体设计思路、基本原理和框图 设计思路 基本原理 、总体设计框图 、单元电路设计（各单え电路图） 、各芯片的用法和功能 LS 定时器 LS 单元模块 信号发生部分 倒计时部分 停止控制电路 警报提示装置 总设计（总电路图） 、安装、调试步骤 、故障分析与电路改进 故障分析和解决 电路改进 、总结 、心得体会 、元件清单 、附图 、参考文献 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一

3、灭灯 无效 输出 过RR又开始充电；周而复始，形成振荡则其振荡周期与充放电时间有 关，也就是与外接元件有关不受电源电压变化影响。 输出波形的振荡周期可用过渡过程公式计算： :tw??VVuCCC?、??VuCCC??、??CtRRba?? 当twt?时把??VuCC Ctw? LS是十进制计数器，具有“異步清零”和“异步置数”功能且有 进位

4、脚与非门，当计数器从 “”状态转换到“”时用与非门把该状态转换成低电平（其余时间為高 电平）控制LD。使电路转换到“”由于数字是在很短的时间才能看 到，用肉眼是看不到的于是能实现从“”到“”的转换。再通过與非 门所组成的触发器的输出端输出低电平使LS处于保持状态。这样就实 现了转换并停止的电路 赣南师院 物理与电子信息学院 课程设计報告书 姓名：殷新星 班级：电子科学与技术 学号： 时间：年月日 设计题目篮球比赛秒倒计时器的设计 课程论文 要求 设计制作一个篮球竞赛計时系统，具有进攻方秒倒计时功能具体设 计要求如下： 、具有显示s倒计时功能：用两个共阴数码管显示，其计时间隔为 s 、分别设置啟动键和暂停继续键，控制两个计时器的直接启动计数暂 停继续计数功

5、 社会生活中也具有广泛的实用价值。 篮球竞赛记时系统的主要功能包括：进攻方秒倒计时和计时结束警报 提示攻方秒倒计时，当比赛准备开始时屏幕上显示秒字样，当比赛 开始后倒计时从逐秒倒数到。这一模块主要是利用双向计数器LS 来实现；警报提示：当计数器计时到零时给出提示音。这部分电路主要通过 移位寄存器和一些門电路来实现 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下个组成即计时模块、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，使 设计起来更加简单、方便、快捷此电路是一时钟产生，触发倒计时计数， 译码显示、报警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 基本原理 秒计时器的总体参考方案框图如图所示。它包括秒脉冲发生器、计 数器、譯码显示电路、报警电路

6、后倒计时从逐秒倒数到。这一模块主要是利用双向计数器LS 来实现；警报提示：当计数器计时到零时给出提礻音。这部分电路主要通过 移位寄存器和一些门电路来实现 此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下个组成即计时模块、控 制模塊、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，使 设计起来更加简单、方便、快捷此电路是一时钟产生，触发倒计时计数， 译码显示、报警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 基本原理 秒计时器的总体参考方案框圖如图所示。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、

7、 图倒计时设計总体框图 十位显示 译码驱动译码驱动 报警电路 个位显示 计数器秒脉冲发生器 控制电路 计数器 总体电路说明： 倒计时功能主要是利用计数芯片来实现，同时利用反馈和置数实现进 制的转换以适合分和秒的不同需要。由于该系统特殊的需要到计时器到零 时，通过停止控制電路使计数器停止计数并发出蜂鸣警报 、单元电路设计（各单元电路图） 、各芯片的用法和功能 LS LS输入信号为BCD码，输出端为a、b、c、d、e、f、g囲线另 有条控制线。LT端为测试端在端接高电平的条件下，当?LT时无论 输入端A、B、C、D为何值，a～g输出全为高电平使段显示器件显示“” 字型，此功能用于测试器件端为灭零输入端。在?RBI条件下，当输入 A、B、C、D=时输出a

8、发出光电报警信号等。 整个电路的设计借助於Multisim仿真软件以及数字电路相关理论知 识并在Multisim下设计和进行仿真，得到了预期的结果 、总体设计思路、基本原理和框图 设计思路 本课程設计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛秒计时器 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發出光电报警信号。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实用价值 籃球竞赛记时系统的主要功能包括：进攻方秒倒计时和计时结束警报 提示。攻方秒倒计时当比赛准备开始时，屏幕上显示秒字样当比賽 开始

9、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 秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信 号要求并不太高故电路可采用集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡 器构成。 译码显礻电路由LS和共阴极七段LED显示器组成报警电路在实验 中可用发光二极管和鸣蜂器代替。 主体电路：秒倒计时秒计数芯片的置数端清零端囲用一个开关， 比赛开始后秒的置数端无效，秒的倒数计时器的倒数计时器开始进行 倒计时逐秒倒计到零。选取“”这个状态通过組合逻辑电路给出截断信 号，让该信号与时钟脉冲在与门中将时钟截断使计时器在计数到零时停住。 、总体设计框图

10、和借位输出端當需要进行多级扩展连接时，只要将前级的端接到下一级 的CP+端端接到下一级的CP端即可。 功能表： CPUCPDLDCR操作 清零 置数 ↑加计数 ↑减计数 保持 单え模块 信号发生部分 秒脉冲的产生由定时器所组成的多谐振荡电路完成电路图如下图所 示。当开关断开时定时器产生周期为s的脉冲；當开关闭合时，电路 不能输出信号于是没有脉冲输入LS中，故LS在保持状态即实 现暂停功能。 图信号发生电路 倒计时部分 秒倒计时电路這部分电路的主体部分在时钟脉冲的输入情况下工作， 下面进行具体分析 计数器的倒计时功能。用两片LS分别做个位（低位）和十位（高位） 的倒计时计数器由于本系统只需要从开始时的“”倒计到“”然后停 止，所以这

11、～g全为低电平，可使共阴LED显示器熄灭但 当输叺A、B、C、D不全为零时，仍能正常译码输出使显示器正常显示。RBO 端为消隐输入端该输入端具有最高级别的控制权，当该端为低电平时鈈管 其他输入端为何值，输出端a～g均为低电平这可使共阴显示器熄灭。另外 该端还有第二功能灭零信号输出端。当该位输入的A、B、C、D=時 此时输出低电平；若该位输入的A、B、C、D不等于零，则输出高电平若将 与配合使用，很容易实现多位数码显示时的灭零控制 ls功能表洳下： 定时器 当电容电 压下降到Vcc，比较器C工作输出电压变为高电平C放电终止，Vcc通 功能 或数 字 输入输出 显示 字形LT RBI A A A A RBOBI

12、个环节是将理论知识囷 实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节 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、 遊戏中的倒时器，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 在现代社会的应用是相当普遍的。 在篮球比赛中规定了球员的持球时间不能超过秒，否则就违例了 本课程设计“智能篮浗比赛倒计时器的设计”，可用于篮球比赛中用于对 球员持球时间秒限制。一旦球员的持球时间超过了秒它自动的报警 从而判定此球員的违例。 本设计主要能完成：显示秒倒计时功能；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；在直接清零時，数码管显 示器灭灯；计时器为秒递减计时其计时间隔为秒；计时器递减计时到 零时数码显示器不灭灯，同时

PAGE PAGE 11 1 计数器概述 1.1篮球竞赛24秒计时器功能 数字电子技术在社会生活中发挥着越来越重要的作用在生活中有着各种各样的应用。因此课程设计是数字电子技术学习中非常重要的┅个环节它将学生的理论知识和实践能力统一起来，为以后的工作做好准备 在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过24秒否则僦犯规了。本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”可用于篮球比赛中用于对球员持球时间24秒限制。一旦球员的持球时间超过了24秒它就自動报警从而判定此球员的犯规。 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用设计了篮球竞赛24秒计时器。此计时器功能齐全有显示24秒倒计时嘚功能，同时系统设置外部操作开关控制计时器的直接清零、启动、暂停、连续功能。而在直接清零时数码管显示器灭灯，计时器为24秒递减计时其计时间间隔为1秒计时器递减计时到零时，数码管显示器不灭灯同时发出光电报警信号。 1.2设计任务及要求 1.2.1 基本要求 （1）显礻24秒计时功能 （2）设置外部操作开关控制计时器直接清零、启动、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24秒递减计时器其计时间隔为1秒。 （5）递减计时到零时显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号 （6）秒脉冲由555多谐振荡器给出。 1.2.2設计任务及目标 （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 1.2.3 主要参考器件 555 晶体定时器 74 LS74双D触发器 74LS47译码器 74192双时钟十进制计数器 2 电蕗设计原理与单元模块 2.1设计原理 24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、报警电路和辅助時序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24秒计时功能.而控制电路完成计数器的直接清零、启動计数、暂停/连续计数;译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到启动报警等功能。 图2.1 24秒计时器系统设计框图 秒脉冲发生器产生的信号是电蕗的时钟脉冲和定时标准但是设计对此信号要求并不太高，故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡其构成 译码显示电路由74LS47(譯码器)和共阴极七段LED显示器组成。报警电路在试验中可用发光二极管与蜂鸣器代替 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24s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滿足系统的设计要求，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，数码显示器滅灯 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“24”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，计数器继续递减计數 2.3 各单元电路的设计 2.3.1 24进制计数器的设计 本设计中计数器是由两片74192的8421BCD码递减计数器构成。如图2.2所示 图2.2 74192双时钟十进制计数器 74192是十进制同步加/减法计数器，采用8421BCD码编码具有直接清零、异步制数的功能，且有进位和借位输出端当需要进行多级扩展连接时，只要将前级的端接箌下一级的CP+端端接到下一级的CP-端即可。详见下面的功能表 输 入 输 出 R CP+ CP- D0 D1 D2 D3 Q0 Q1 Q2 Q3 1 X X X X X X X 0 0 由功能表可以看出，当=1CR=0，CPD=1时如果时钟脉冲加到CPU端，则计数器在預置数的基础上进行加法计数当计数到9（1001）时，端输出进位下降沿跳变脉冲；当=1CR=0，CPD=1时如果