籃球倒計(jì)時(shí)課程設(shè)計(jì)

1、籃球倒計(jì)時(shí)課程設(shè)計(jì)-作者：日期:河南科技學(xué)院機(jī)電學(xué)院電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：籃球板倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí):名:* * *間:*指導(dǎo)教師:* * * * * * * * * *?完成日期. * 興* 興*興*籃球倒計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)任務(wù)書1.設(shè)計(jì)目的與要求設(shè)計(jì)出一個(gè)籃球倒計(jì)時(shí)牌 。準(zhǔn)確地理解有關(guān)要求，獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求所設(shè)計(jì)的電路具有 以下功能：(1) 設(shè)計(jì)的倒計(jì)時(shí)牌能直接顯示“分”，“秒”；(2) 實(shí)現(xiàn)1分鐘暫停倒計(jì)時(shí)，中場(chǎng)10分鐘暫停倒計(jì)時(shí)；(3 )終場(chǎng)和暫停的聲音提示；(4)注意3種倒計(jì)時(shí)之間的相互邏輯。2 設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；(2)確定元器件及元件參數(shù)；(3) 進(jìn)行電

2、路模擬仿真；(4) S CH文件生成與打印輸出；(5 ) PC B文件生成與打印輸出；3.編寫設(shè)計(jì)報(bào)告寫出設(shè)計(jì)的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。4答辯在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成敘述并回答冋題。? 12總體設(shè)計(jì)方案2. 1設(shè)計(jì)思路 1?2 .2總體設(shè)計(jì)框圖3設(shè)計(jì)原理分析 ? 33. 1元件的選擇 3?3. 2倒計(jì)時(shí)電路的工作原理3.3停止及控制電路工作原理 5?3.4驅(qū)動(dòng)顯示電路3. 5脈沖產(chǎn)生電路 4總結(jié)與體參考文獻(xiàn) 6附錄1電路仿真圖 7?附錄2SCH電路圖? 8附錄3 PCB電路圖 9?籃球倒計(jì)時(shí)電路摘要：本系統(tǒng)電路通過(guò)555與組成的多諧振蕩器產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號(hào)，經(jīng)分頻器分頻輸出標(biāo)準(zhǔn)的

3、秒脈沖信號(hào)，送往倒計(jì)時(shí)電路 ，計(jì)時(shí)電路的秒計(jì)時(shí)、分計(jì)時(shí)。輸出則送往譯碼顯示電路，顯示出當(dāng) 前時(shí)間。此外電路還有報(bào)警電路，停止控制電路，報(bào)警和顯示電路組成。系統(tǒng)能完成15分鐘,10分鐘和1分鐘倒計(jì)時(shí)，以及倒計(jì)時(shí)停止時(shí)的警報(bào)功能。關(guān)鍵詞：籃球；計(jì)時(shí)器；數(shù)碼管 ；譯碼器；5 5 5電路；顯示器1引言隨著世界籃球水平的提高，對(duì)計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確度及可靠性的要求也越來(lái)越高，所以籃球倒計(jì)時(shí)牌也就應(yīng)用而生。他是籃球比賽的重要設(shè)施，也是不可缺少的部分，同時(shí)也是數(shù)字電路的重要應(yīng)用，所以我們就當(dāng)熟悉它的工作原理設(shè)計(jì)一個(gè)籃球倒計(jì)時(shí)器，主要解決的問(wèn)題是實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能。首先利用55 5定時(shí)器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定度較高的高頻

4、方波信號(hào)， 然后經(jīng)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(chǎn)生1 HZ的秒信號(hào)，只是穩(wěn) 定度不高。將秒信號(hào)輸入到六十進(jìn)制的秒計(jì)數(shù)器。秒計(jì)數(shù)器和分計(jì)數(shù)器都是有一個(gè)個(gè)位十進(jìn)制 和十位六進(jìn)制的倒計(jì)數(shù)器，將秒脈沖波形輸入到秒鐘計(jì)時(shí)器，當(dāng)秒計(jì)數(shù)器的十位在倒計(jì)時(shí)到零時(shí)也向分六十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器個(gè)位發(fā)一個(gè)脈沖使分計(jì)數(shù)器減1，當(dāng)分計(jì)數(shù)器的十位在遞減到零時(shí)，輸出信號(hào)到警報(bào)電路警示人們，再切換到其他功能。并將分，秒計(jì)數(shù)器的 輸出端分別接上譯碼器和顯示器。2總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)思路籃球比賽包括：?jiǎn)喂?jié)1 5分鐘計(jì)時(shí)，6 0秒鐘暫停，中場(chǎng)10分鐘和計(jì)時(shí)結(jié)束警報(bào)提 示。用四塊十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器4029

5、bp來(lái)實(shí)現(xiàn)籃球計(jì)時(shí)的分鐘和秒部分的倒計(jì)時(shí)， 用轉(zhuǎn)換開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)1分鐘的短暫計(jì)時(shí)，用三鏈開關(guān)實(shí)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。電路由以下五部分電路組成。利用5 55定時(shí)器及其外圍電阻和電容等元件組成的多諧振蕩器產(chǎn)生穩(wěn)定度較高的 高頻方波信號(hào)，然后經(jīng)分頻電路，將高頻方波分頻為1H Z的秒脈沖波形。15/10分鐘倒計(jì)時(shí)：這部分完成1 5 / 1 0分鐘倒計(jì)時(shí)的功能，因?yàn)樗蟹置雰刹糠蛛?路組成,所以運(yùn)用了四塊4 0 29BP芯片。低位即秒鐘的個(gè)位不需要任何的反饋電路而直 接應(yīng)用4 02 9的減計(jì)數(shù)功能：時(shí)鐘信號(hào)傳送到cp端,U/ D端接低電平而使芯片實(shí)現(xiàn)減計(jì) 數(shù)功能。

6、秒鐘十位，則接受個(gè)位TC端傳來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)，每當(dāng)個(gè)位由9到0實(shí)現(xiàn)減計(jì)數(shù)一 個(gè)循環(huán)，十位就減一個(gè)數(shù)，至此兩位數(shù)的倒計(jì)數(shù)器就做成了。最后再通過(guò)對(duì)他們的預(yù)置 位的初始設(shè)計(jì)，使個(gè)位滿足十循環(huán)，而使十位實(shí)現(xiàn)六循環(huán)。分鐘部分則的設(shè)計(jì)思路和秒 鐘部分相似，不同的是分鐘的個(gè)位和十位都要進(jìn)行預(yù)置數(shù)設(shè)置。而且還要實(shí)現(xiàn)兩鐘數(shù)據(jù) 的轉(zhuǎn)換，所以在轉(zhuǎn)換的同時(shí)還要考慮到所以電路的復(fù)位功能，而這一部分功能則可通過(guò)將40 2 9的CI端來(lái)實(shí)現(xiàn)。輸出二進(jìn)制數(shù)據(jù)通達(dá) 74IS47轉(zhuǎn)換后送到顯示管顯示。比賽開 始時(shí)通過(guò)開關(guān)復(fù)位使屏幕上顯示15:00/ 1 0: 0 0的字樣，倒計(jì)時(shí)開始逐步倒計(jì)時(shí)到00: 00.循環(huán)用P E端來(lái)實(shí)現(xiàn)，即

7、在電路走到00時(shí),各信號(hào)通過(guò)與非門電路送到PE端實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)循環(huán)。而這一模塊不同計(jì)時(shí)數(shù)制的轉(zhuǎn)換則用鍵鏈開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的切換，開關(guān)的使用 雖說(shuō)比不得自動(dòng)控制穩(wěn)定，卻是貴在簡(jiǎn)單而且易矛操作。1分鐘倒計(jì)時(shí)暫停要求從60秒倒計(jì)時(shí)開始，主要設(shè)計(jì)思路和上面的秒鐘部分相似， 不同點(diǎn)在于他們不同時(shí)工作，而是呈互補(bǔ)的關(guān)系即交叉輪流工作。他在實(shí)現(xiàn)6 0到0的循環(huán)同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能，那就是不管他走到幾時(shí)只要停止工作，他都會(huì)由現(xiàn)態(tài)轉(zhuǎn)換 到初態(tài)即顯示“ 60”的字樣，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能。同樣在輸出二進(jìn)制數(shù)據(jù)通達(dá)74 1 s4 7轉(zhuǎn)換后送到顯示管顯示。在電路開始時(shí)屏幕上顯示60字樣，暫停時(shí)從60到00逐步 遞減。這部分同樣

8、以4029實(shí)現(xiàn),循環(huán)用PE端來(lái)實(shí)現(xiàn),即在電路走到0 0時(shí),各信號(hào)通過(guò)與 非門電路送到P E端實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。譯碼及顯示電路：譯碼電路采用7 41s 4 7實(shí)現(xiàn),74ls47是BCD碼與二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換與 驅(qū)動(dòng)芯片，可實(shí)現(xiàn)將4位二進(jìn)制數(shù)據(jù)變成七位驅(qū)動(dòng)顯示信號(hào)并傳送到七段顯示管顯示數(shù) 據(jù),驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)碼。警示提示：當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)到00:0 0時(shí),在門電路作用下將這個(gè)低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成高 電平信號(hào)并將一路傳送回循環(huán)操作，另一路送到警示電路，給出提示音及燈光提示。在本 電路中，提示音用蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)，燈光用發(fā)光二極管來(lái)作用。2. 2總體設(shè)計(jì)框圖總電路說(shuō)明：倒計(jì)時(shí)功能主要是利用 4 0 29 bp計(jì)數(shù)芯片

9、來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)利用反饋和置數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn) 制的轉(zhuǎn)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(jì)時(shí)器到0 0 :0 0時(shí)， 通過(guò)控制電路使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)并發(fā)出蜂鳴警報(bào)。以后可由手動(dòng)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)值間的切換及控制。如圖1所示：時(shí) 15分鐘/10譯碼數(shù)碼管鐘15分鐘/10脈4，報(bào)警提鍵控控 1分鐘3倒計(jì)二3設(shè)計(jì)原理分析3.1元器件的選擇六塊計(jì)數(shù)器4029bp,用來(lái)實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能；六塊七段譯碼器和六個(gè)數(shù)碼管用來(lái)實(shí)現(xiàn) 顯示功能；為了使電路更簡(jiǎn)單用鍵鏈開關(guān)代替芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)電路控制功能，選用發(fā)光二極管和小蜂鳴器實(shí)現(xiàn)電路的到時(shí)警報(bào)功能。為了便于分析這里把4029bp的功能表羅列出如表1所示:(1)秒鐘部分工作原

10、理：運(yùn)用二塊4 02 9實(shí)現(xiàn)6740秒倒計(jì)時(shí)功能。如圖2所示 vccg ndJP2表1 4029功能表PLBIN / DECUP/ DNCECPM O DE1XXXXpar a l 1 el 1 oad(pn o n)0XX1X p0 p1q0No c h angeq10000p2p3q3Coun t-do w n. d ecade0010pe b/d u/dciCount-up. dec a decpgnd/cc.0100vcgnd /RB a出 a.A 1Co un t d°wn. Bi n aryJP1/BIc8c01102C o u nt-D udp.t5 ijiary4B1

11、311= d H IGH s tate ,(t h e5 mo re po si tivvol£ sage )174ls47DP0= LOSW W sta t e (t he le6ss p osi t ive vOi t age) D18X = st a t e is i mmater i ea 1 9gn(vcc/RB a1° aA 1/rb a9 aA 6= positive-go in g c loc k pulse e dg e 筒 g8 JAp0 q0 p1 q1 p2 q2 p3 q3D d4 d3. 2倒計(jì)時(shí)電路的工作原理裁2Ce3esw dip-3p3 q

12、3Ag7g100JP415vDSLED2Rp0 q0 p1 q1 p2 q2 p3 q3 pe tc b/d.ci u/d cp vccgndJP5234圖2秒鐘部分gn cVcc /RB a /LT b /BI c D d Ce B f10985-42a b c d e f右邊的芯片為個(gè)位數(shù)時(shí)鐘脈沖 cp端引入,反飽饋信號(hào)從tc傳送到下一級(jí)的 cp。而 且，在第二級(jí)的輸入端 PO,P 1接高電平表示數(shù)值5的二進(jìn)制數(shù),確保二者倒計(jì)數(shù)從5 9到00的循環(huán)。在電路開始工作時(shí)先將開關(guān)置于1端實(shí)現(xiàn)復(fù)位，開關(guān)置于3端開始倒計(jì) 數(shù)并且由于C3的與非關(guān)系當(dāng)輸出值都為0時(shí)，可傳送高電平信號(hào)到p e端實(shí)現(xiàn)復(fù)位循

13、環(huán) 計(jì)數(shù)。(2 )分?jǐn)?shù)部分工作原理：同秒部分一樣也用 4029來(lái)實(shí)現(xiàn)。如下圖3所示圖3q0分鐘部分p2 q2p3 q3pe tc顯示及計(jì)數(shù)功能和秒部分相似。不同8的地方在于該電路要實(shí)現(xiàn) 能,為了電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單我采用鍵鏈開關(guān):以3 D開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)15的初始值;以 EA來(lái)確定10的 初始值。用兩個(gè)開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)1 5及10的換并確保初始復(fù)位等功能。5 d(3)1分鐘倒計(jì)時(shí)則和以上的秒鐘部分相似只是少了循環(huán)功能，因?yàn)樗恳淮巫叩街灰獙⒚腌姴糠謘的控制循環(huán)的線除掉就可15和1 0兩個(gè)循環(huán)功10A10 0時(shí)就要提示報(bào)警，而不是一直循環(huán)。 以了。SW-SPDT3. 3停止及控制電路工作原理所以e3p0 q0 p

14、1 q1 p2 q2gncVcc /RB a /LT b /BI c D d C e B f10 aA19 bA65 c2 e3 fp3 q3A gg1d分種倒計(jì)時(shí)，不管是7哪一種數(shù)值當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)到 u/d cp0 0時(shí)，就會(huì)從與非門電路輸出一個(gè)高電平信號(hào)使得報(bào)警電路報(bào)警。JP4和一個(gè)蜂鳴器構(gòu)成的電路，這時(shí)可手動(dòng)切換開關(guān)以達(dá)到各種計(jì)數(shù)目的p0 q0p1 q1p2 q2p3 q3pe tc b/d cidsu/d cpgnd/cc該系統(tǒng)電路實(shí)現(xiàn)15,115v3. 4驅(qū)動(dòng)顯示電路的工作原理u/d cpJP410丨00:D4具體就是一個(gè)二極管, 2 ,D dd-C 土4 葫列的譯碼器將四們二進(jìn)制數(shù)據(jù)1轉(zhuǎn)

15、換成可供七段2顯示呂用用的七D537g DPA g74ls471110A 1它只是將40 2 9芯片 c這部分電路的作用只是顯示計(jì)數(shù)時(shí)的數(shù)據(jù),所以相對(duì)較于簡(jiǎn)單,JP5/BI c們數(shù)信號(hào)，再送給顯示管，最后以顯示管顯示出來(lái)即可。759e23. 5秒脈沖產(chǎn)生電路的工作原理ASW DPDT1K R362K R2p0 q0 p1 q1 p2 q2 p3 q3 pe tc b/d ci u/d cp vcnnndgn d/cc/RB a/LT b/BI cD dC eB fA g74ls47122e.37g* DP109854a b c dD6秒鐘脈沖產(chǎn)生電路由5 5 5定時(shí)器和外接元件R1,R2,C構(gòu)

16、成多諧振蕩器,輸出脈沖頻 率為f =1 /( t 1+t2) , f=0. 7 (R1+2R2 )C得出f =1 Hz,即1秒鐘。電路如圖4所示：圖4脈沖產(chǎn)生電路4總結(jié)與體會(huì)這次的課程設(shè)計(jì)使我從不同的地方學(xué)到了更多的東西。 通過(guò)這次實(shí)習(xí)，使我深刻的體 會(huì)到了自身的不足，無(wú)論是理論上，還是實(shí)踐上，都差得很遠(yuǎn)。而我做的多功能數(shù)字時(shí)鐘， 還只是多功能時(shí)鐘里較簡(jiǎn)單。開始時(shí)毫無(wú)頭緒，于是我自己上網(wǎng)查看資料，當(dāng)看到一些電路和參考文獻(xiàn)時(shí)，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(lái)， 另外還要考慮它的可行性，實(shí)用性等等。于是開始使用M ul ti sim軟件對(duì)電路進(jìn)行參 數(shù)設(shè)置和調(diào)節(jié)，意義確實(shí)不

17、小。首先,就是學(xué)以致用。平時(shí)也學(xué)了不少的數(shù)字電路，但是卻沒有什么實(shí)質(zhì)性的體驗(yàn)。而這次的設(shè)計(jì)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(gè)芯片的作用。更難得的是通過(guò)去圖書館或是上網(wǎng)的查閱資料，以及自己的分析問(wèn)題設(shè)計(jì)并運(yùn)用這些東西，既鞏固了自己的知識(shí)也提高了自己的能力。另外 在這次實(shí)習(xí)當(dāng)中，我更加熟練地應(yīng)用protel 2 00 4繪圖,Word排版，和學(xué)會(huì)使用EWB勺 升級(jí)版M ul ti s i m等，讓我對(duì)電腦繪圖有了更深刻的理解。 也使我對(duì)專業(yè)有了新的認(rèn) 識(shí),看到了未來(lái)的發(fā)展前途。其次,就是鍛煉自己了。想這么一個(gè)小電路我還要經(jīng)過(guò)那么幾次的選材調(diào)試， 并且

18、還 是錯(cuò)誤不斷，這不能不讓我意識(shí)到自己的不足之處如此之多。這還只是個(gè)小電路，若是更大的我就不也想象能如何下手，這也算是個(gè)“艱難”的開端吧。最后，就是解決問(wèn)題的能力了。開始時(shí)我遇到的最大的問(wèn)題就是選用什么樣的元件 了，看著這個(gè)也能用、卻也不會(huì)用，再看那個(gè)也是如此。可是經(jīng)過(guò)幾次的試驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)同 一個(gè)元件不同種用法會(huì)更簡(jiǎn)單，這也許是對(duì)其更深入的了解吧。我記得最深的就是用40 29時(shí)，以前也用過(guò)不同的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，可是從來(lái)不知道初端如何用。所以，一開 始就難住了我，我想過(guò)用門電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，可是那要用十多個(gè)門電路才可以實(shí)現(xiàn)。通過(guò)更深入對(duì)這個(gè)元件的了解我才知道初始置位端的用處，并且同時(shí)也對(duì)另外的置位端有了了

19、解?？傊?，通過(guò)這次實(shí)習(xí)，不僅使我對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)，而且提高我考慮問(wèn)題和 分析問(wèn)題的全面性以及動(dòng)手操作的能力，使我的綜合能力有了一個(gè)很大的提高。這所有的 提高都離不開各位老師的耐心輔導(dǎo)以及同學(xué)們的熱心幫助，我忠心的感謝各位老師和同學(xué)們！參考文獻(xiàn)1 楊幫文新編CMO 4 000系列集成電路實(shí)用手冊(cè)M.機(jī)械工業(yè)出版社.2 科林，孫人杰.TTL,高速CMO手冊(cè).電子工程系列叢書M.電子工業(yè)出版社3 康華光，鄒壽彬，秦臻電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）M .高等教育出版社4 邵鋒.數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)M.河南科技學(xué)院.200 9 .附錄115 V400 Hz11Key = AJ238J8A J6A

20、Key =申 ey = D Key =1'J7AKey =VCC15V2.5 VX2>E1C9 115CPU4廣TC Q322Q1Q0U5109UP/DN BIN/DECUP/DNBIN/DECPEU64029BP 15VTCQ3QQQ04)2 9BP 15V1551091 3PXPE P3PCP CIUP/DN BIN/DEC4029BP_15VTCQ罔603415 5 109 I 1CP48U940Key= AJ3a321 3,13124PE P3PR1P0CIUP/DNBIN/DECTC Q3Q22Q0 4029BP 15V_31U24BLUEDCD HEXBLUEVCCVCC15VKeyJ9'=Space44078B1551091PECIUP/DNBIN/DECU74 029BP 15vTCQ3Q2Q1Q0-P1411 6U11BLUEU10U8DCD HEX BLUEX12.5 V40'VCCVCC115CP6U22UP/DN BIN/DECI 3 1312 4 PE P3P2P1P0BT_15V4029BP 15vTCQ3Q2Q1Q0B5TBLUEU25DCD_HEX_B