哈尔滨学院工学院电子信息工程课程设计报告
电子课程设计报告
题 目： 篮球竞赛30秒计时器
系 别 ： 工学院1
专 业 ：班 级 ：姓 名 ：学 号 ：指导教师：
2014. 12. 29
电子信息工程 1 电子三班 付莹 12043326 林泽鸿 1
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摘 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，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。
关键词 计时器 ； 光电报警 ； 模块化.
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第一章 计 时 器 概 述
1.1 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、分频，执行数字运算，以及其他特定的逻辑功能等等。
1.2 设计任务及要求
1.2.1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 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） 进行电路的装接、调试，直到电路能达到规定的设计要求；
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2.1、设计任务目的
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；
2. 熟悉汇编语言或C语言的程序设计方法，熟悉51系列单片机的使用； 3. 掌握单片机的内部功能模块的应用，如定时器/计数器、中断、I/O口、串行口通讯等功能；
4. 掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现
2．2 设计方案
使用STC89C51单片机作为核心控制部件，采用12M晶体振荡器及30PF微小电容构成振荡电路；用1个四位一体共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
2.3.1 8421BCD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CPU、CPD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）， CO、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，若时钟脉冲加到CPU端，且CPD=1
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2.4 电路设计
2.41 单片机最小系统设计
1. 时钟电路
在XTAL1、XTAL2 的引脚上外接定时元件（一个石英晶体和两个电容），内部振荡器便能产生自激振荡。在本设计中采用的12M 的石英晶振。和晶振并联的两个电容的大小对振荡频率有微小影响，可以起到频率微调作用。当采用石英晶振时，电容可以在20 ～ 40pF 之间选择。 2. 复位电路
复位操作通常有两种基本形式：上电自动复位和开关复位。上电瞬间，电容两端电压不能突变，此时电容的负极和RESET 相连，电压全部加在了电阻上， RESET 的输入为高，芯片被复位。随之+5V电源给电容充电，电阻上的电压逐渐减小，最后约等于0，芯片正常工作。并联在电容的两端为复位按键，当复位按键没有被按下的时候电路实现上电复位，在芯片正常工作后，通过按下按键使RST管脚出现高电平达到手动复位的效果。 3. EA/VPP（31 脚） 的功能和接法
51 单片机的EA/VPP（31 脚） 是内部和外部程序存储器的选择管脚。当EA 保持高电平时，单片机访问内部程序存储器； 对于现今的绝大部分单片机来说，
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