篮球比赛计时器设计(绝对可以用版)VIP

福建电力职业技术学院 毕业设计报告 题 目 篮球比赛计时器设计 机电工程 系 电气自动化 专业 2012 级 2 班 学 号 201201033248 姓 名 张达 指导教师 张继伟 完成日期 2015 年 1 月 摘要 摘 要 本次毕业设计的主要介绍 篮球比赛计时器 随着科技发展 篮球计时器不仅 应用于 NBA CBA 这样专业的篮球赛场上 也广泛应用于民用的普通赛场上 方便于 每场比赛的公平公正 本设计是对脉冲数字电路的简单应用 设计了篮球竞赛 24 秒 和 12 分钟倒计时器 此计时器功能齐全 可以直接清零 启动 暂停和连续以及具 有报警功能 同时应用了七段数码管来显示时间 利用软件和硬件的结合实现开机 自动置节计数器为第一节 节计时器为 12 分 00 秒 24 秒违例为 24 秒 用数字显 示篮球比赛当时节数 每节时间及 24 秒的倒计时 采用单片机串行显示 最后本文 会详细叙述此电路的安装与调试 并对调试过程中出现的问题做简要说明 关键词 篮球比赛计时器 计数器 关键词 篮球比赛计时器 计数器 74LS192 目录 目 录 第一章 绪论 1 1 1 课题选题的概论 1 1 2 课题设计的背景和意义 2 1 3 设计的任务和要求 2 第二章 设计思路 基本原理和框图 3 2 1 设计思路 3 2 2 基本原理 3 2 3 总体设计框图 4 2 4 硬件设计 5 2 4 1 555 时钟芯片模块 5 2 4 2 74LS192 计数器 6 2 4 3 BCD 码 7 段译码器 CD4511 7 2 4 4 D 触发器芯片 8 2 4 5 YX 1 型 单面 篮球计时器 10 2 4 6 蜂鸣器 10 第三章 篮球计时器电路设计 12 3 1 系统倒计时流程图 12 3 2 秒脉冲发生器的设计 13 3 3 秒 分倒计数器的设计 13 3 3 1 24 秒倒计时电路 13 3 3 2 12 分钟倒计时电路设计 14 3 4 译码器和显示器的设计 16 3 5 节次控制电路的设计 17 3 6 报警电路 18 第四章 篮球计时器软件设计 19 4 1 篮球计时器程序流程图 19 4 2 篮球计时器程序设计 20 第五章 Protues 仿真与结果分析 24 5 1 Protues 仿真 24 5 1 1 24 秒倒计时仿真调试 24 5 1 2 12 分钟倒计时仿真调试 24 5 1 3 节数计数单元仿真调试 25 5 2 结果分析 25 第六章 总结 26 6 1 结论 26 6 2 总结 26 福建电力职业技术学院 毕业论文 1 第一章 绪论 1 1 课题选题的概论 在当今社会随着物质生活的提高 人们对精神文化的需求也越来越高 篮球竞 技就是其中非常重要的一个方面 而计时记分系统在竞赛中更是重中之重 20 世纪末电子技术的飞速发展 基于单片的控制系统已广泛应用于工业 农业 电力 电子 智能楼宇以至于我们的生活 微型计算机作为嵌入式控制系统的主体 与核心 代替了传统的控制系统的常规电子线路 单片机自 20 世纪 70 年代问世以 来 以其极高的性能价格比 受到人们的重视和关注 所以应用很广 发展速度快 单片机以其一系列优点 近几年得到了迅猛发展和大范围推广 广泛应用于工业控 制系统 数据采集系统 智能化仪器仪表 及通讯设备 日常消费类产品 玩具等 而 51 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种 单片机把我们带入了智能化的电子领域 许多繁琐的系统若由单片机进行设计 便能收到电路更简单 功能更齐全的良好效果 若把经典的电子系统当作一个僵死 的电子系统 那么智能化的现代电子系统则是一个具有 生命 的电子系统 而随 着技术的进步 单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋 势 单片机具有体积小 功能强 应用面广等优点 目前正以前所未见的速度取代 着传统电子线路构成的经典系统 蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地 同 时 一个学习与应用单片机的新高潮正在大规模地兴起 但是 单片机并不像传统数字电路或模拟电路那样直观 原因是除了 硬件 之外 还存在一个 软件 的因素 正是这个 软件 因素的存在 使得许多初学 者怎么也弄不懂单片机的工作过程 怎么也不明白为什么将几个数送来送去 就能 控制一盏灯亮 灭 就能控制一个电机变速 本设计是由编程控制 LED 七段数码管 做显示的球赛计时计分系统 本系统具有赛程定时设置 赛程时间暂停 甲 乙双 方的比分以及比赛中 60 秒暂停 它具有价格低廉 性能稳定 操作方便且易携带等 特点 广泛适合各类学校和小团体作为赛程计时计分 本设计就是基于单片机设计时计分系统 通过串口通信动态传输数据 使计时 计分系统有了更多更完善的功能 单片机系统的硬件结构给予了篮球计分器系统 身躯 而单片机的应用程序赋予了其新的 生命 使其在传统的篮球计时计分 器面前具有电路简单 成本低 运行可靠等特色 福建电力职业技术学院 毕业论文 2 1 2 课题设计的背景和意义 篮球比赛在中国越来越被人们关注 同时也被更多的青少年所喜爱 本设计除 了具有赛程时间计时 调整及暂停和比赛计分的功能 还具有 24s 倒计时的功能 并且价格低廉 操作方便且便于携带 适合于学校和小团体作为赛程计时计分工具 从另一方面说 本设计方便了人们比赛时的积分及时工作 在某种程度上夜促 进了篮球赛的开展 既有利于发展篮球这项体育运动 又有利于增强人们的体质 另外参与篮球运动的人多 也有利于篮球运动员的选拔 对我国的篮球事业也具有 促进作用 此外 该计时器经过少许修改 即去掉 24s 计时功能后 同样也适用于其他球 类比赛的时间 1 3 设计的任务和要求 任务 设计一个用于赛场的篮球计时计分器 要求 1 能记录整个赛程的比赛时间 并能修改比赛时间 2 能随时刷新甲 乙两队在整个过程中的比分 3 中场交换比赛场地时 能交换甲 乙两队比分的位置 4 比赛结束时 能发出报警声 福建电力职业技术学院 毕业论文 3 第二章 设计思路 基本原理和框图 2 12 1 设计思路设计思路 篮球比赛计时器的主要功能包括 12 分钟倒计时 进攻方 24 秒倒计时计时暂 停 重新开启和结束警报提示 该计时系统由以下四个电路模块组成 1 秒时基产生器 这部分利用 32 768KHz 需要通过分频器 最终产生 1 赫兹的 电信号 驱动整个电路的运作 这一模块主要是利用 CD4060 和 CD4027 的锁存和 分频功能来实现 12 分钟倒计时 这部分电路完成 12 分钟倒计时的功能 比赛准备开始时 屏幕 上显示 12 00 字样 当比赛开始时 倒计时从 12 00 开始逐秒递减到 00 00 这 一模块主要利用双向计数器 74LS192 的减计数功能来实现 攻方 24 秒倒计时 这部分路与 12 分钟倒计时功能类似 当比赛准备开始时 屏幕上显示 24 秒字样 当比赛开始后 倒计从 24 逐秒倒数到 00 这一模块主要也 是利用双向计数器 74LS192 来实现 节数记次 四个 LED 分别表示四场节次 根据比赛场次的转换 用适当的方法 使这四个 LED 依次自动指示四场节次 警报提示 当两个计数器中任一个计时到零时 BO 端出现低电平 通过和二极 管作用 发光二极管亮 起到报警作用 2 22 2 基本原理基本原理 主体电路 即倒计时部分 包括 12 分钟和 24 秒倒计时 12 分钟倒计时的基本 原理 比赛处于准备开始阶段 扳动启动开关 G 使倒计时计数器相应的置数或清零 端有效 显示设定的时间 12 00 当主裁判抛起球 比赛开始 扳动 G 倒数计时 器开始工作 相应的置数 清零端无效 计时器逐秒进行倒计显示 当有球员犯规 裁判吹哨 整个计时系统的倒计时暂停 这个功能通过暂停开关 S 截断时钟脉冲的 传输来实现 当倒数计时器计数到零时 选取 00 00 这个状态 通过组合逻辑 电路给出截断信号 让其与时钟脉冲在与非门中将时钟脉冲截断 从而计时器在计数 到零时停住 24 秒计数芯片的置数端和 12 分的置数 清零端共用一个开关 比赛 开始后 24 秒的置数端也无效 24 秒的倒数计时器与 12 分的倒数计时器同时开始 进行倒计时 逐秒倒计到零 同样也是选取 00 这个状态 通过组合逻辑电路给 福建电力职业技术学院 毕业论文 4 出截断信号 让该信号与时钟脉冲在与非门中将时钟截断 使计时器在计数到零时 停住 节次电路 用四个 D 触发器和适当的组合逻辑电路搭成四位的移位寄存器 四 个 LED 分别接在这四个 D 触发器的输出 Q 上 当一天和尚撞一天钟 12 分钟重置时 电路自动移位指示节次 警报提示 为了给出警报提示 可在计数器的输出端用一个普通二极管和 LED 二极管 当计数为 0 时 QO 输出为 0 LED 灯亮起 2 32 3 总体设计框图总体设计框图 此设计框图包括控制电路 秒脉冲发生器 计数器 译码驱动电路 秒 分显示 电路和报警电路等 6 个部分 其中 计数器和控制电路是系统的主要部分 计数器 完成 24 秒 12 分钟计时功能 而控制电路具有直接控制计数器的启动计数 暂停 连 接计数 译码显示电路的显示和停止等功能 报警电路 秒脉冲发 生器 计数器计数器 译码驱动电路译码驱动电路 12 分钟显示24 秒显示 控制电路 图2 1 系统总体框图 总体电路说明 倒计时功能主要是利用 192 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 到各计时器到零时 通 过停止控制电路使计数器停止计数并用 LED 发出警报 而节次计数是通过 12 分钟 的重置来实现的 福建电力职业技术学院 毕业论文 5 2 42 4 硬件设计硬件设计 2 4 1 555 时钟芯片模块 555 电路由电阻分压器 电压比较器 基本 RS 触发器 放电管和输出缓冲 器 5 个部分组成 它的各个引脚功能如下 1 脚 GND 或 Vss 外接电源负端 VSS 或接地 一般情况下接地 8 脚 VCC 或 VDD 外接电源 VCC 双极型时基电路 VCC 的范围是 4 5 16V CMOS 型时基电路 VCC 的范围为 3 18V 一般用 5V 3 脚 OUT 或 Vo 输出端 2 脚 TR 低触发端 6 脚 TH 高触发端 4 脚 R 是 直接清零端 当 R 端接低电平 则时基电路不工作 此时不论 TR TH 处于何 电平 时基电路输出为 0 该端不用时应接高电平 5 脚 CO 或 VC 为控制 电压端 若此端外接电压 则可改变内部两个比较器的基准电压 当该端不用 时 应将该端串入一只 0 01 F 电容接地 以防引入干扰 7 脚 D 放电端 该 端与放电管集电极相连 用做定时器时电容的放电 电阻分压器由三个 5k 的 等值电阻串联而成 电阻分压器为比较器 C1 C2 提供参考电压 比较器 C1 的 参考电压为 2 3Vcc 加在同相输入端 比较器 C2 的参考电压为 1 3Vcc 加在 反相输入端 比较器由两个结构相同的集成运放 C1 C2 组成 高电平触发信 号加在 C1 的反相输入端 与 同相输入端的参考电压比较后 其结果作为基本 RS 触发器 R 端的输入信 号 低电平触发信号加在 C2 的同相输入端 与反相输入端的参考电压比较后 其结果作为基本 RS 触发器 S 端的输入信号 基本 RS 触发器的输出状态受比较 器 C1 C2 的输出端控制 在 1 脚接地 5 脚未外接电压 两个比较器 C1 C2 基准电压分别为 2 3Vcc 1 3Vcc TRIG 2 OUT 3 RST 4 CVOLT 5 THR 6 DISC 7 VCC 8 GND 1 U LM555CN 图2 2 555元件符号 图2 3 555引脚图 福建电力职业技术学院 毕业论文 6 图2 4 LM555CN实物图 2 4 2 74LS192 计数器 Protues 中计数器 74LS192 元件符号如图 2 4 192 的清除端是异步的 当清 除端 MR 为高电平时 不管时钟端 CPD CPU 状态如何 即可完成清除 功能 192 的预置是异步的 当置入控制端 PL 为低电平时 不管时钟 CP 的状态如何 输出端 Q0 Q3 即可预置成与数据输入端 D0 D3 相一致 的状态 192 的计数是同步的 靠 UP DN 同时加在 4 个触发器上而实现 在 UP DN 作用下 Q0 Q3 同时变化 从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰 当进行加计数或减计数时可分别利用 UP 或 DN 此时另一个时钟应为高电平 当计数上溢出时 进位输出端 TCU 输出一个低电平脉冲 其宽度为 UP 低 电平部分的低电平脉冲 当计数下溢出时 借位输出端 TCD 输出一个低电 平脉冲 其宽度为 DN 低电平部分的低电平脉冲 当把 TCD 和 TCU 分别连接 后一级的 DN 和 UP 即可进行级联 双列直插封装引出端符号如图 TCDWN 错位输出端 低电平有效 TCUP 进位输出端 低电平有效 CNTDWN 减计数时钟输入端 上升沿有效 CNTUP 加计数时钟输入端 上升沿有效 MR 异步清除端 P0 P3 并行 数据输入端 PL 异步并行置入控制端 低电平有效 Q0 Q3 输出端极限值 P1 1 Q1 2 Q0 3 CNT DWN 4 CNT UP 5 Q2 6 Q3 7 GND 8 P3 9 P2 10 PL 11 TC UP 12 TC DWN 13 M R 14 P0 15 VCC 16 U SN74LS192N 图2 5 74LS192元件符号 图2 6 74LS192引脚 福建电力职业技术学院 毕业论文 7 2 4 3 BCD 码 7 段译码器 CD4511 如下图 2 7 所示 该图为 BCD 码七段译驱动器及数码显示器 A B C D 为 BCD 码输入端 QA QB QC QD QE QF QG 为译码输 出端 输出 1 有效 用来驱动共阴极 LED 数码管 当有输入信号输入时 对应 的输出端输出高电平 1 此时数码显示器相对应的端脚接受到信号 从而使 对应的 灯管亮起 显示对应的数字 LT 为测试输入端 LT 0 时 译码输出全为 1 BI为消隐输入端 BI 0 时 译码输出全为 0 即七段显示器处于消隐状 态 LE 为锁定端 LE 1 时译码器处于锁定状态 译码输出保持在 LE 0 时 的数值 LE 0 时正常译码 A 7 B 1 C 2 D 6 LE 5 B I 4 LT 3 a 13 b 12 c 11 d 10 e 9 f 15 g 14 VDD 16 GND 8 U C D4511B C N 图2 7 CD4511元件符号 图2 8 CD4511引脚图 图2 9 CD4511实物图 福建电力职业技术学院 毕业论文 8 2 4 4 D 触发器芯片 D 触发器工作原理 主从 JK 触发器是在 CP 脉冲高电平期间接收信号 如果在 CP 高电平期间输入 端出现干扰信号 那么就有可能使触发器产生与逻辑功能表不符合的错误状态 边 沿触发器的电路结构可使触发器在 CP 脉冲有效触发沿到来前一瞬间接收信号 在 有效触发沿到来后产生状态转换 这种电路结构的触发器大大提高了抗干扰能力和 电路工作的可靠性 下面以维持阻塞 D 触发器为例介绍边沿触发器的工作原理 维持阻塞式边沿 D 触发器的逻辑图和逻辑符号如图 2 10 所示 该触发器由六个 与非门组成 其中 G1 G2 构成基本 RS 触发器 G3 G4 组成时钟控制电路 G5 G6 组成数据输入电路 和 分别是直接置 0 和直接置 1 端 有效电平为低电 平 分析工作原理时 设 和 均为高电平 不影响电路的工作 电路工作过程如下 图2 10 逻辑图 图2 11 逻辑符号 图2 12 D触发器原件符号 图2 13 D触发器实物图 福建电力职业技术学院 毕业论文 9 CP 0 时 与非门 G3 和 G4 封锁 其输出为 1 触发器的状态不变 同时 由于至 G5 和至 G6 的反馈信号将这两个门 G5 G6 打开 因此可接收输入信号 使 当 CP 由 0 变 1 时 门 G3 和 G4 打开 它们的输出和的状态由 G5 和 G6 的输出状态决定 由基本 RS 触发器的逻辑功能可知 触发器翻转后 在 CP 1 时输入信号被封锁 G3 和 G4 打开后 它们的输 出和的状态是互补的 即必定有一个是 0 若为 0 则经 G4 输出至 G6 输入 的反馈线将 G6 封锁 即封锁了 D 通往基本 RS 触发器的路径 该反馈线起到了使 触发器 维持在 0 状态和阻止触发器变为 1 状态的作用 故该反馈线称为置 0 维持线 置 1 阻塞线 G3 为 0 时 将 G4 和 G5 封锁 D 端通往基本 RS 触发器的路径也被封 锁 G3 输出端至 G5 反馈线起到使触发器维持在 1 状态的作用 称作置 1 维持线 G3 输出端至 G4 输入的反馈线起到阻止触发器置 0 的作用 称为置 0 阻塞线 因此 该触发器称为维持阻塞触发器 由上述分析可知 维持阻塞 D 触发器在 CP 脉冲的上升沿产生状态变化 触发 器的次态取决于 CP 脉冲上升沿前 D 端的信号 而在上升沿后 输入 D 端的信号变 化对触发器的输出状态没有影响 如在 CP 脉冲的上升沿到来前 0 则在 CP 脉冲 的上升沿到来后 触发器置 0 如在 CP 脉冲的上升沿到来前 1 则在 CP 脉冲的 上升沿到来后触发器置 1 维持阻塞触发器的逻辑功能表如表 2 1 所示 表 2 1 触发器的逻辑功能表 功能 00复位 11置位 依据逻辑功能表可得触发器的状态方程为 福建电力职业技术学院 毕业论文 10 2 4 5 YX 1 型 单面 篮球计时器 YX 1 型单面篮球比赛计时器符合国际比赛规则 12 分钟和 24 秒 用于篮球比赛 的全场倒计时 可随时启动 暂停 以符合比赛规则的需要 24 秒用于篮球比赛时 每当一名队员在场上获得控制一个活球时 他的队应在 24 秒内尝试投篮 投篮的球 在 24 秒装置的信号发出前 必须离开投篮队员的手 并且必须触及篮圈 如果在 24 秒钟内未能投篮 这应由 24 秒装置的信号响声来指明 每当开球 射球 失球 跳球时便重新开始计时 此篮球计时器符合本次设计要求 图2 14 YX 1型 单面 篮球计时器 2 4 6 蜂鸣器 本次设计采用 SFM 27 型 DC6 24V 连续声蜂鸣器在 24 秒超时 12 分钟停止等 时发出响声 图2 15 高分贝报警器 SFM 27 DC6 24V 连续声蜂鸣器 福建电力职业技术学院 毕业论文 11 本篮球计时器设计采用的所有设备如表 2 2 所列的设备清单所示 表 2 2 元件清单 元件数量规格价格 芯片5LM555CN 8 译码器6CD4511 2 6 可逆计数器674LS192 15 芯片4D 触发器 4 晶振112MHz 5 15 瓷片电容230pF 1 电解电容110pF 0 5 电阻510K 10 排阻1470 3 单刀双掷开关4 4 蜂鸣器2 1 三极管22N6751 0 6 4 位 7 段数码管6 15 6 位反相器274Is04 20 8 福建电力职业技术学院 毕业论文 12 第三章 篮球计时器电路设计 3 1 系统倒计时流程图 开始 暂停 继续 清零 进攻时间显示 报警喇叭 12 分钟计时器 24 秒计时器 12 分钟译码 器 24 秒译码器 比赛时间显示 报警提示灯 555 多谐振荡器 图3 1 系统框图 工作原理简述 接通电源后 场外裁判拨到单节 置数 状态 使的显示屏上显示 12 00 和 24 的字样 当主裁抛球 比赛开始 同时计时开始 12 分和 24 秒倒计时 如果在比赛当中有犯规或其他情况需要暂停 裁判按下 暂停 按钮 时间被锁存 器锁存 等罚完球或者情况处理完后 按下按钮 24 秒清零 计时继续 如果在比 赛当中出现进攻时间超过 24 秒 此时警报响起 报警灯提示 如果比赛时间少于 24 秒 则以比赛时间为准 忽略进攻时间 一旦 12 分钟计时结束 同样报警提示 当下一节比赛开始 比赛节数就加一 直到四节比赛结束 福建电力职业技术学院 毕业论文 13 3 2 秒脉冲发生器的设计 该部分电路要完成一个功能 也是该设计的驱动部分 由集成电路定时器 555 与 RC 组成的多谐振荡器作为时间标准信号源 protues 仿真如下 图3 2 555多谐振荡器 3 3 秒 分倒计数器的设计 3 3 1 24 秒倒计时电路 计数器的倒计时功能 用两片 74LS192 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 24 倒计到 00 然后停止 所以可以 直接运用十进制的 74LS192 进行减计数 因为预置的数不是 00 所以我选用置数端 LOAD 来进行预置数 低位的借位 输出信号用作高位的时钟脉冲 24 秒倒计时电路如图 福建电力职业技术学院 毕业论文 14 图3 3 24秒倒计时电路 3 3 2 12 分钟倒计时电路设计 1 12 分钟倒计时秒部分 运用两片可逆计数器 74LS192 来构成 60 进制的减计 数器 这个计数器的低位即个位 不需要搭接任何反馈电路而直接运用 74LS192 芯片 的减计数功能 时钟脉冲接到 down 端 置数 清零端无效 即可以实现十进制的 倒计时计数功能 而最低位的计数变化应当与时钟脉冲的变化同步 所以 原则上 应当将时钟脉冲直接引到这片 192 计数器的减计数时钟脉冲输入端 down 该计数器的高位即十位 与低位的计数进制不相同 由于时间的分和秒都是 60 进制 所以这里的计数芯片 74LS192 必须要接成六进制的计数器 这里 我选用反 馈置数的方法来实现这个功能 直接从 QD 引出高电平信号 通过非门作用后形成低电平反馈信号 送入 福建电力职业技术学院 毕业论文 15 74LS192 芯片的置数端 LOAD 使之实现置数动作 置数时 输出的数是与输入的数是一样的 所以我设置的数是 5 二进制 0101 这样 当计数器从 0 变到 9 时 由于进行了异步置数 9 就在瞬间变成了 5 计数输 出的结果就变为 0 5 4 3 2 1 0 实现了六进制的功能 2 12 分钟倒计时分部分 也是运用两片可逆计数器 74LS192 来构成减计数器 在两片计数器的连接上 与秒部分一样 也是把低位的借位信号作为高位的时钟脉 冲进行连接 而低位计数器的时钟脉冲则是用秒部分高位计数器的借位输出信号来 充当的 运用以上两个计数器组合 就在低位计数器从 0 变到 9 或从 0 变到 5 的瞬间 在它的借位输出端出现一个电平的上升脉冲沿 从而使高位的计数器倒倒计一个数 实现倒计时功能 图3 4 12分钟倒计时电路 福建电力职业技术学院 毕业论文 16 3 4 译码器和显示器的设计 译码电路的功能是将 秒 分 计数器的输出代码进行翻译 变成相应的数字 用于驱动 LED 七段数码管的译码器常用的有 CD4511 CD4511 是 BCD 7 段译码器 驱动器 其输出是 OC 门输出且低电平有效 专用于驱动 LED 七段共阴极显示数码 管 若将 秒 分 计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端 便可进行 不同数字的显示 其特点是 具有 BCD 转换 消隐和锁存控制 七段译码及驱动功 能的 CMOS 电路能提供较大的拉电流 可以直接驱动 LED 显示器 图3 5 译码器和显示器设计 福建电力职业技术学院 毕业论文 17 3 5 节次控制电路的设计 图3 6 节次控制电路 将这四个 D 触发器依次命名为 D1 D2 D3 D4 四个 D 触发器级连 前一个 输出送入下一个输入 用一个共同的时钟脉冲 形成同步动作 为了保证每次输出 只有一位是高电平 用个或门把 Q2 Q3 进行或运算后 送入或非门与 Q1 进行运 算后送回 D1 当电源刚接通 开关 G 没有接地 整个计时系统没有进行工作 Q1 Q4 为低电 平 0000 状态 D 1 四个 LED 都不亮 合上 G 接高电平 这样 当 G 接通时 就有了一个电平的上升沿跳变 Q1 D1 1 1000 状态 LED1 亮 指示第一节比赛 电路进入循环状态 倒计时电路重置一次 该电路状态转换一次 实现节次自动指 示 福建电力职业技术学院 毕业论文 18 3 6 报警电路 报警电路和提示音电路 都是由 555 构成单稳态触发器和多谐振荡器来实现的 共需 6 个电容 4 个电阻 2 片 555 芯片 和两个蜂鸣器 555 的 6 7 管脚连接构 成单稳态触发器 555 的 2 6 管脚连接构成多谐振荡起 当单稳态触发器的 2 管脚 输入为低电平时 则其 3 管脚输入出为高电平 高电平持持续时间 Tw 1 1RC 当 Tw 结束 则 3 管脚又变为低电平 单稳态触发器的 3 管脚连接多谐振荡器的 4 管脚 复位端 且是低电平有效 用来控制多谐振荡器的 3 管脚输出是否为低电平 当单 稳态触发器还处于 Tw 时间段时 则多谐振荡器 4 管脚无效 3 管脚输出为高 蜂鸣 器响动 当单稳态触发器还处于 Tw 结束后 则多谐振荡器输出为低 多谐振荡器 4 管脚有效 3 管脚输出为低 蜂鸣器停止响动 图3 7 报警电路 福建电力职业技术学院 毕业论文 19 第四章 篮球计时器软件设计 4 1 篮球计时器程序流程图 首先在比赛之前 接通电源 系统自动复位 设置时间 通过上下拨动 设置 时间 的按钮来设置比赛的时间 本设计已设好 12min 一节的时间 按下启动按钮 计时器面板的计时电路共阳极数码管计时部分显示为 12 00 24s 计时器显示为 24 当比赛开始时 按下 运行 按钮计时器计时部分和 24s 同时运行 若控球 方在 24s 内未犯规 则只需按下 24s 复位 按钮即可 当 24s 违规时 该蜂鸣器会 发出 2s 的报警声音 当比赛结束时蜂鸣器报警提示 4s 计时器面板计时部分显示为 00 00 24s 显示器显示为 00 此时本次比赛结束 流程图如下 设定定时时间 如 12min 按下暂停键时候倒计时开始计时 N Y 开始 检测按键是否闭合 是否最后 1min 倒计时开始 N 是否到定时 24s 是倒计时是否开始 NN 蜂鸣器响 2s 蜂鸣器响 1s 提示 显示器显示秒 Y Y 比赛结束显示 0000 00蜂鸣器响 4 秒提示本节比赛结束 福建电力职业技术学院 毕业论文 20 图4 1 软件设计流程图 4 2 篮球计时器程序设计 S1 EQU P2 0 S2 EQU P2 1 S3 EQU P2 2 S4 EQU P2 3 DISPBUF EQU 30H HOUR EQU 34H MIN EQU 35H SEC EQU 36H COUNT EQU 37H ORG 0000H LJMP START ORG 0000H LJMP T01NT MOV DISPBUF 2 0C0H MOV DISPBUF 3 0C0H MOV HOUR 0 MOV MIN 0 MOV SEC 0 MOV COUNT 0 MOVSP 60H MOVTH0 3CH MOVIE 10000010B MOVA 0FFH LOOP LCALLCONV SJMP LOOP JNB S1 KEY1 SJMP LOOP KEY2 LCALL SETTIME SJMP LOOP CONV MOV A HOUR MOV B 10 福建电力职业技术学院 毕业论文 23 DIV AB MOV DPTR TABLE 福建电力职业技术学院 毕业论文 22 MOVC A A DPTR MOV DISPBUF A MOV A B MOV DPTR TABLE1 MOVC A A DPTR MOV DISPBUF 1 A MOV A MIN MOV B 10 DIV A B MOV DPTR TABLE MOVC A A DPTR MOV DISPBUF 2 A MOV A B MOVC A A DPTR MOV DISPBUF 3 A RET DISPSCAN MOV R0 DISPBUF MOV R2 4 MOV A 01H SC PUSH A MOV A R0 MOV P1 A POP A MOV P0 A LCALL DELAY1 RL A INC R0 DJNZ R2 SC SETTIME CLR TR0 RET SETTIME CLR TR0 MOV SEC 0 L0 LCALL DISPSCAN JB S2 L1 福建电力职业技术学院 毕业论文 23 JNB S2 INC HOUR MOV A HOUR CJNE A 24 L11 MOV HOUR 0 L11 LCALL CONV SJMP L0 LCALL DISPSCAN SJMP L0 L1 JB S3 L2 JNB S3 S INC MIN MOV A 60H L21 MOV MIN 0 L21 LCALL CONV LCALL DISPSCAN SKJP TR0 RET L2 JB S4 L0 JNB S4 SETB TR0 RET T0INT PUSH A MOV TH0 3CH MOV TL0 0B0H INC COUNT MOV A COUNT CJNE A 20 TT1 MOV COUNT 0 CPL P3 0 INC SEC MOV A SEC CJNE A 60 TT1 MOV SEC 0 INC MIN 福建电力职业技术学院 毕业论文 24 MOV A MIN CJNZ A 60 TT1 MOV MIN 0 INC HOUR MOV A HOUR CJNE A 24 TT1 MOV SEC 0 MOV MIN 0 TT1 POP A RETI DELAY MOV R6 50 D1 MOV R7 100 DJNZ R7 DJNZ R6 D1 RET DELAY1 MOV R6 5 D2 MOV R7 100 DJNZ R7 DJNZ R6 D2 RET TABLE DB 0C0H 0F9H 0A4H 0B0H 99H DB 92H 82H 0F8H 80H 90H DB 88H 83H 0C6H 0A1H 86H DB 8EH END 福建电力职业技术学院 毕业论文 25 第五章 Protues 仿真与结果分析 5 1 Protues 仿真 5 1 1 24 秒倒计时仿真调试 调试 24 秒倒计时器能否常倒计时 图 4 1 为调试电路 图4 1 24秒倒计时调试电路 调试结果 能够完整的从 24 秒倒数到 00 5 1 2 12 分钟倒计时仿真调试 检测 12 分倒计时器能否正常工作 图 4 2 为调试电路 图4 2 12分钟倒计时调试电路 通过测试电路显示的结果可以判断出该电路工作正常 福建电力职业技术学院 毕业论文 26 5 1 3 节数计数单元仿真调试 检测比赛节次电路能否正常计数显示 图 4 3 为调试电路 图4 3 节次计数调试电路 通过测试 从左到右分别表示比赛的 1 2 3 4 节 测试时 led 灯分别依次亮 起 节次计数显示正常 5 2 结果分析 时钟模块为减计数提供一个频率为 1Hz 的脉冲信号 从而实现计数器计数间隔 为 1 秒钟 计数 译码显示模块主要是为了达到能显示减计数功能 报警模块是为了实现当减计数到零时发出光电报警信号 控制模块主要是为了实现计时器的启动 直接清零和暂停 连续功能 其中在直 接清零时 由外控制开关控制译码器消隐端 从而可以实现显示译码器灭灯 通过 暂停 连续开关从而实现断点计时功能 福建电力职业技术学院 毕业论文 27 第六章 总结 6 1 结论 本设计主要通过模块化思想 逐步实现设计所需达到的功能要求 时钟模块为减计数提供一个频率为 1Hz 的脉冲信号 从而实现计数器计数 间隔为 1 秒钟 计数 译码显示模块主要是为了达到能显示减计数功能 报警模块是为了实现当减计数到零时发出光电报警信号 控制模块主要是为了实现计时器的启动 直接清零和暂停 连续功能 其中 在直接清零时 由外控制开关控制译码器消隐端 从而可以实现显示译码器灭 灯 通过暂停 连续开关从而实现断点计时功能 至此 本设计能完成所有任务及要求 本次试验电路设计中所用的元器件都是比较常用的 价钱上比较便宜 6 2 总结 电子元器件是构成电子电路的基础 进行电子课程技术设计 我们只有深 入了解元器件的功能 性能参数 使用条件和引脚分布等 才能确定设计方案 正确选用元器件和对电路进行安装调试等 这次设计中 我们了解元器件的方 法主要是通过查阅课本 因为课本上关于最基本器件的原理与性能介绍浅显易 懂 我们很容易掌握 然后加以运用 而通过上网的方式查阅资料 我们也发 现了电子器件品种繁多 新品种不断涌现 性能不断提高 相应的器件资料也 在不断更新 在参与实际设计的过程中 我们才知道