自动化工程学院
数字电子技术课程设计
学生姓名： 班 级：
学 号：
设计题目： 篮球竞赛
30
秒计时器
指导教师：
2009 年 12 月
前言
电子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、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。
整个电路的设计借助于 Multisim2001 仿真软件、protel 99 se 和数字
逻辑电路，并在 Multisim2001 下设计和进行仿真，用 protel 99 se 绘制
电路图，得到了预期的结果。
......
目录
第 1 章 计时器概述
1.1 计时器的特点及其应用 ……………………………………………………...1
1.1.1 计时器的说明…………………………………………………………….1
1.1.2 计时器的基本配置……………………………………………………….1
1.1.3 计时器原理………………………………………………………………. 1
1.1.4 计时器的应用……………………………………………………………..1
1.2 设计任务及具体要求 …………………………………………………………1
1.2.1 设计任务……………………………………………………………………..1
1.2.2 具体功能要求………………………………………………………………..2
第 2 章 电路设计原理与参考电路
2.1 设计方案………………………………………………………………………..3
2.2 分析要求及原理 ……………………………………………………………....3
2.3 单元电路………………………………………………………………………..4
2.3.1 秒脉冲发生器电路 ……………………………………...............................4
2.3.2 计数器电路……………………………………...............................................5
2.3.3 译码显示电路...................................................................................................6
2.3.4 辅助时序控制电路...........................................................................................9
2.3.5 报警电路...........................................................................................................9
2.4 总电路图..............................................................................................................10
第 3 章 电路安装与调试
3.1 电路的安装 ………………………………………………………………….11
3.2 电路的调试 ………………………………………………………………….11
3.2.1 调试方法…………………………………………………………………….11
3.2.2 调试的具体步骤…………………………………………………………….11
3.2.3 问题的处理………………………………………………………………….12
第 4 章 实验总结及体会
4.1 实验总结……………………………………………………………………….13
4.2 心得体会 …………………………………………………………………….13
参考文献 …………………………………………………………………………..13
篮球竞赛 30s 计时器设计
摘 要：
本文利用数字电路的知识设计了篮球竞赛30秒计时器，该计时器可通过启
动和暂停/连续拨动开关实现断点计时功能，计时器递减到零时，发出光电报警
信号。该计时器的设计采用模块化结构，有5个电路即秒脉冲发生器、计数器、
译码显示电路、辅助时序控制电路 ( 简称控制电路 ) 和报警电路5个部分组成。
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，在次结构的
基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。倒计时计数末了时，继电器动作，
控制用电器动作。
第 1 章 计时器概述
1.1 计时器的特点及其应用
1.1.1 计时器的说明：
① 最小计时单位 0.01 秒，最长计时 9999 小时 59 分 59 秒，2 点预置输
出，启动、复位、停止三点开入控制
② 外形尺寸：160×80（横）、96×48（横），96×96
③ 仪表电源：220V AC，（ 9~30）V DC
1.1.2 计时器的基本配置：
4 位或 8 位显示，1 点继电器输出
扩展功能：
① 报警输出：最多可加 1 点
② 外部开入：3 点（启动、停止、复位）
③ 通讯接口：RS 485 或 RS 232
1.1.3 计时器原理
计时器，是利用特定的原理来测量时间的装置。计时器的种类包括电磁
打点计时器、电火花计时器、坚持计时器、停车计时器、反应计时器、放大
计时器以及 windows 计时器等等。电磁打点计时器和电火花打点计时器最为
常见。电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是 4-
6V，电源的频率是 50Hz，它每隔 0.02s 打一次点。电火花计时器是利用火
花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用 220V 交流电压，
当频率为 50Hz 时，它每隔 0.02s 打一次点，电火花计时器工作时，指导运
动所受到的阻力比较小，试验误差比电磁打点计时器的要小。
1.1.4 计时器的应用
计时器不仅具有计时的作用 ,还可以用来设计表单的动态效果 ,如移动的电
子标题板、播放动画、字体大小和颜色的动态变化等等。此外，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、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。
1.2 设计任务及具体功能要求
1.2.1 设计任务
查找相关资料，利用所学的数字电子技术知识和相关的电子器件制作一个
满足以上功能的篮球竞赛 30 秒计时器。
1.2.2 具体功能要求
1、具有显示 30s 的计时功能。
2、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、计时器为 30s 递减计时器 , 其计时间隔为 1s 。
4、计时器递减计时到零时 , 数码显示器不能灭灯 , 应发出光电报警信号。
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