籃球倒計時課程設計--籃球板倒計時設計

1、<p><b>　　電子課程設計報告</b></p><p>　　題目：籃球板倒計時設計 </p><p>　　專業(yè)班級：*********** </p><p>　　姓　　名：*********** </p><p>　　時 間：************ </p><p&g

2、t;　　指導教師： ************ </p><p>　　完成日期：************</p><p>　　籃球倒計時電路設計任務書</p><p><b>　　1．設計目的與要求</b></p><p>　　設計出一個籃球倒計時牌。準確地理解有關要求，獨立完成系統(tǒng)設計，要求所設計的電路具有以下功

3、能：</p><p>　?。?）設計的倒計時牌能直接顯示“分”，“秒”; （2）實現(xiàn)1分鐘暫停倒計時，中場10分鐘暫停倒計時；</p><p>　?。?）終場和暫停的聲音提示；</p><p>　　（4）注意3種倒計時之間的相互邏輯。</p><p><b>　　2．設計內容 </b></p><p

4、>　?。?）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關系；</p><p>　　（2）確定元器件及元件參數(shù)；</p><p>　　（3）進行電路模擬仿真；</p><p>　　（4）SCH文件生成與打印輸出；</p><p>　?。?）PCB文件生成與打印輸出；</p><p><b>　　3．編寫設計報告<

5、/b></p><p>　　寫出設計的全過程，附上有關資料和圖紙，有心得體會。</p><p><b>　　4．答辯</b></p><p>　　在規(guī)定時間內，完成敘述并回答問題。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1引言………………………

6、………………………………………………………………1</p><p>　　2 總體設計方案……………………………………………………………………………1</p><p>　　2.1 設計思路………………………………………………………………………………1</p><p>　　2.2 總體設計框圖…………………………………………………………………………2</p

7、><p>　　3 設計原理分析……………………………………………………………………………3</p><p>　　3.1 元件的選擇……………………………………………………………………………3</p><p>　　3.2 倒計時電路的工作原理………………………………………………………………3</p><p>　　3.3 停止及控制電路工作原理

8、……………………………………………………………5</p><p>　　3.4 驅動顯示電路…………………………………………………………………………5</p><p>　　3.5 脈沖產生電路…………………………………………………………………………5</p><p>　　4 總結與體會………………………………………………………………………………5</p&

9、gt;<p>　　參考文獻……………………………………………………………………………………6</p><p>　　附錄1電路仿真圖…………………………………………………………………………7</p><p>　　附錄2 SCH電路圖…………………………………………………………………………8</p><p>　　附錄3 PCB電路圖………………………

10、…………………………………………………9</p><p><b>　　籃球倒計時電路</b></p><p>　　摘 要：本系統(tǒng)電路通過555與組成的多諧振蕩器產生一定頻率的脈沖信號，經分頻器分頻輸出標準的秒脈沖信號，送往倒計時電路，計時電路的秒計時、分計時。輸出則送往譯碼顯示電路，顯示出當前時間。此外電路還有報警電路，停止控制電路，報警和顯示電路組成。系統(tǒng)能完成

11、15分鐘，10分鐘和1分鐘倒計時，以及倒計時停止時的警報功能。</p><p>　　關鍵詞：籃球；計時器 ；數(shù)碼管 ；譯碼器 ；555電路 ；顯示器</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　隨著世界籃球水平的提高，對計時的準確度及可靠性的要求也越來越高，所以籃球倒計時牌也就應用而生。他是籃球比賽的重要設施，也是不可缺少

12、的部分，同時也是數(shù)字電路的重要應用，所以我們就當熟悉它的工作原理。</p><p>　　設計一個籃球倒計時器，主要解決的問題是實現(xiàn)倒計時功能。</p><p>　　首先利用555定時器組成的多諧振蕩器產生穩(wěn)定度較高的高頻方波信號，然后經分頻電路，將高頻方波分頻為1HZ的秒脈沖波形，也可以直接產生1HZ的秒信號，只是穩(wěn)定度不高。</p><p>　　將秒信號輸入到六十

13、進制的秒計數(shù)器。秒計數(shù)器和分計數(shù)器都是有一個個位十進制和十位六進制的倒計數(shù)器，將秒脈沖波形輸入到秒鐘計時器，當秒計數(shù)器的十位在倒計時到零時也向分六十進制的計數(shù)器個位發(fā)一個脈沖使分計數(shù)器減1，當分計數(shù)器的十位在遞減到零時，輸出信號到警報電路警示人們，再切換到其他功能。并將分，秒計數(shù)器的輸出端分別接上譯碼器和顯示器。</p><p><b>　　2 總體設計方案</b></p>&

14、lt;p><b>　　2.1 設計思路</b></p><p>　　籃球比賽包括：單節(jié)15分鐘計時，60秒鐘暫停，中場10分鐘和計時結束警報提示。用四塊十進制同步加/減計數(shù)器4029bp來實現(xiàn)籃球計時的分鐘和秒部分的倒計時，用轉換開關來實現(xiàn)1分鐘的短暫計時，用三鏈開關實現(xiàn)10分鐘及15分鐘的切換，以減少芯片的數(shù)量，使電路的效率提高。</p><p>　　電路由以

15、下五部分電路組成。</p><p>　　利用555定時器及其外圍電阻和電容等元件組成的多諧振蕩器產生穩(wěn)定度較高的高頻方波信號，然后經分頻電路，將高頻方波分頻為1HZ的秒脈沖波形。</p><p>　　15/10分鐘倒計時：這部分完成15/10分鐘倒計時的功能，因為他有分秒兩部分電路組成，所以運用了四塊4029BP芯片。低位即秒鐘的個位不需要任何的反饋電路而直接應用4029的減計數(shù)功能：時鐘

16、信號傳送到cp端，U/D端接低電平而使芯片實現(xiàn)減計數(shù)功能。秒鐘十位，則接受個位TC端傳來的時鐘信號，每當個位由9到0實現(xiàn)減計數(shù)一個循環(huán)，十位就減一個數(shù)，至此兩位數(shù)的倒計數(shù)器就做成了。最后再通過對他們的預置位的初始設計，使個位滿足十循環(huán)，而使十位實現(xiàn)六循環(huán)。分鐘部分則的設計思路和秒鐘部分相似，不同的是分鐘的個位和十位都要進行預置數(shù)設置。而且還要實現(xiàn)兩鐘數(shù)據(jù)的轉換，所以在轉換的同時還要考慮到所以電路的復位功能，而這一部分功能則可通過將402

17、9的CI端來實現(xiàn)。輸出二進制數(shù)據(jù)通達74ls47轉換后送到顯示管顯示。比賽開始時通過開關復位使屏幕上顯示15：00/10：00的字樣，倒計時開始逐步倒計時到00：00.循環(huán)用PE端來實現(xiàn)，即在電路走到00時，各信號通過與非門電路送到PE端實現(xiàn)自動循環(huán)。而這一模塊不同計時數(shù)制的轉換則用鍵鏈開關來實現(xiàn)功能的切換，開關的使用雖說比不得自動控制穩(wěn)定，卻是貴在簡單而且易矛操作</p><p>　　1分鐘倒計時暫停要求從60

18、秒倒計時開始，主要設計思路和上面的秒鐘部分相似，不同點在于他們不同時工作，而是呈互補的關系即交叉輪流工作。他在實現(xiàn)60到0的循環(huán)同時還可實現(xiàn)一個功能，那就是不管他走到幾時只要停止工作，他都會由現(xiàn)態(tài)轉換到初態(tài)即顯示“60”的字樣，自動實現(xiàn)復位功能。同樣在輸出二進制數(shù)據(jù)通達74ls47轉換后送到顯示管顯示。在電路開始時屏幕上顯示60字樣，暫停時從60到00逐步遞減。這部分同樣以4029實現(xiàn)，循環(huán)用PE端來實現(xiàn)，即在電路走到00時，各信號通過

19、與非門電路送到PE端實現(xiàn)自動循環(huán)。</p><p>　　譯碼及顯示電路：譯碼電路采用74ls47實現(xiàn)，74ls47是BCD碼與二進制數(shù)轉換與驅動芯片，可實現(xiàn)將4位二進制數(shù)據(jù)變成七位驅動顯示信號并傳送到七段顯示管顯示數(shù)據(jù)，驅動數(shù)碼管顯示相應的數(shù)碼。</p><p>　　警示提示：當計數(shù)器計時到00：00時，在門電路作用下將這個低電平信號轉換成高電平信號并將一路傳送回循環(huán)操作，另一路送到警示電

20、路，給出提示音及燈光提示。在本電路中，提示音用蜂鳴器來實現(xiàn)，燈光用發(fā)光二極管來作用。</p><p>　　2.2 總體設計框圖</p><p><b>　　總電路說明：</b></p><p>　　倒計時功能主要是利用4029bp計數(shù)芯片來實現(xiàn)，同時利用反饋和置數(shù)來實現(xiàn)進制的轉換，以適合分和秒的不同需要。由于該系統(tǒng)特殊的需要，到各計時器到00：

21、00時，通過控制電路使計數(shù)器停止計數(shù)并發(fā)出蜂鳴警報。以后可由手動實現(xiàn)各種數(shù)值間的切換，及控制。如圖1所示：</p><p><b>　　圖1 總設計框圖</b></p><p><b>　　3 設計原理分析</b></p><p><b>　　3.1元器件的選擇</b></p><

22、p>　　六塊計數(shù)器4029bp，用來實現(xiàn)倒計時功能；六塊七段譯碼器和六個數(shù)碼管用來實現(xiàn)顯示功能；為了使電路更簡單用鍵鏈開關代替芯片來實現(xiàn)電路控制功能，選用發(fā)光二極管和小蜂鳴器實現(xiàn)電路的到時警報功能。</p><p>　　為了便于分析這里把4029bp的功能表羅列出如表1所示：</p><p>　　表1 4029功能表</p><p>　　3.2倒計時電路的工作

23、原理</p><p>　　（1）秒鐘部分工作原理：運用二塊4029實現(xiàn)60秒倒計時功能。如圖2所示</p><p><b>　　圖2 秒鐘部分</b></p><p>　　右邊的芯片為個位數(shù)時鐘脈沖cp端引入，反飽饋信號從tc傳送到下一級的cp。而且，在第二級的輸入端P0,P1接高電平表示數(shù)值5的二進制數(shù)，確保二者倒計數(shù)從59到00的循環(huán)。在電

24、路開始工作時先將開關置于1端實現(xiàn)復位，開關置于3端開始倒計數(shù)并且由于C3的與非關系當輸出值都為0時，可傳送高電平信號到pe端實現(xiàn)復位循環(huán)計數(shù)。</p><p>　?。?）分數(shù)部分工作原理：同秒部分一樣也用4029來實現(xiàn)。如下圖3所示</p><p><b>　　圖3 分鐘部分</b></p><p>　　顯示及計數(shù)功能和秒部分相似。不同的地方在

25、于該電路要實現(xiàn)15和10兩個循環(huán)功能，為了電路結構簡單我采用鍵鏈開關，以D開關來實現(xiàn)15的初始值，以E來確定10的初始值。用兩個開關來實現(xiàn)15及10的換并確保初始復位等功能。</p><p>　?。?）1分鐘倒計時則和以上的秒鐘部分相似只是少了循環(huán)功能，因為它每一次走到00時就要提示報警，而不是一直循環(huán)。所以，只要將秒鐘部分的控制循環(huán)的線除掉就可以了。</p><p>　　3.3停止及控制

26、電路工作原理</p><p>　　該系統(tǒng)電路實現(xiàn)15，10及1分種倒計時，不管是哪一種數(shù)值當?shù)褂嫊r到00：00時，就會從與非門電路輸出一個高電平信號使得報警電路報警。具體就是一個二極管和一個蜂鳴器構成的電路，這時可手動切換開關以達到各種計數(shù)目的。</p><p>　　3.4驅動顯示電路的工作原理</p><p>　　這部分電路的作用只是顯示計數(shù)時的數(shù)據(jù)，所以相對較于

27、簡單，它只是將4029芯片中的計數(shù)信息通過74系列的譯碼器將四們二進制數(shù)據(jù)轉換成可供七段顯示管用用的七們數(shù)信號，再送給顯示管，最后以顯示管顯示出來即可。</p><p>　　3.5秒脈沖產生電路的工作原理</p><p>　　秒鐘脈沖產生電路由555定時器和外接元件R1,R2,C構成多諧振蕩器，輸出脈沖頻率為</p><p>　　f=1/(t1+t2),f=0.7(

28、R1+2R2)C</p><p>　　得出f=1Hz,即1秒鐘。電路如圖4所示：</p><p><b>　　圖4 脈沖產生電路</b></p><p><b>　　4 總結與體會</b></p><p>　　這次的課程設計使我從不同的地方學到了更多的東西。通過這次實習，使我深刻的體會到了自身的不足

29、，無論是理論上，還是實踐上，都差得很遠。而我做的多功能數(shù)字時鐘，還只是多功能時鐘里較簡單。開始時毫無頭緒，于是我自己上網查看資料，當看到一些電路和參考文獻時，慢慢的理清了思路，又查看課本等。開始把整體思路給畫了出來，另外還要考慮它的可行性，實用性等等。于是開始使用Multisim軟件對電路進行參數(shù)設置和調節(jié)，意義確實不小。</p><p>　　首先，就是學以致用。平時也學了不少的數(shù)字電路，但是卻沒有什么實質性的體

30、驗。而這次的設計讓不單讓我初步的了解了數(shù)字電路的作用和效用，也使我更深入一步地了解了這次所用的幾個芯片的作用。更難得的是通過去圖書館或是上網的查閱資料，以及自己的分析問題設計并運用這些東西，既鞏固了自己的知識也提高了自己的能力。另外在這次實習當中，我更加熟練地應用protel2004繪圖，Word排版，和學會使用EWB的升級版Multisim等，讓我對電腦繪圖有了更深刻的理解。也使我對專業(yè)有了新的認識，看到了未來的發(fā)展前途。</p

31、><p>　　其次，就是鍛煉自己了。想這么一個小電路我還要經過那么幾次的選材調試，并且還是錯誤不斷，這不能不讓我意識到自己的不足之處如此之多。這還只是個小電路，若是更大的我就不也想象能如何下手，這也算是個“艱難”的開端吧。</p><p>　　最后，就是解決問題的能力了。開始時我遇到的最大的問題就是選用什么樣的元件了，看著這個也能用、卻也不會用，再看那個也是如此。可是經過幾次的試驗才發(fā)現(xiàn)同一個

32、元件不同種用法會更簡單，這也許是對其更深入的了解吧。我記得最深的就是用4029時，以前也用過不同的元件來實現(xiàn)計時，可是從來不知道初端如何用。所以，一開始就難住了我，我想過用門電路來實現(xiàn)，可是那要用十多個門電路才可以實現(xiàn)。通過更深入對這個元件的了解我才知道初始置位端的用處，并且同時也對另外的置位端有了了解。</p><p>　　總之，通過這次實習，不僅使我對所學的知識有了新的認識，而且提高我考慮問題和分析問題的全面

33、性以及動手操作的能力，使我的綜合能力有了一個很大的提高。這所有的提高都離不開各位老師的耐心輔導以及同學們的熱心幫助，我忠心的感謝各位老師和同學們！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 楊幫文.新編CMOS4000系列集成電路實用手冊［Ｍ］.機械工業(yè)出版社.</p><p>　　[2] 科林，孫人杰.TTL,

34、高速CMOS手冊.電子工程系列叢書［Ｍ］.電子工業(yè)出版社.</p><p>　　[3] 康華光，鄒壽彬，秦臻.電子技術基礎數(shù)字部分（第五版）［Ｍ］.高等教育出版社.</p><p>　　[4] 邵鋒.數(shù)字電子技術實驗指導［Ｍ］.河南科技學院.2009.</p><p><b>　　附錄1</b></p><p><