篮球倒计时课程设计

1、篮球倒计时课程设计-作者：日期:河南科技学院机电学院电子课程设计报告题目：篮球板倒计时设计专业班级:名:* * *间:*指导教师:* * * * * * * * * *?完成日期. * 兴* 兴*兴*篮球倒计时电路设计任务书1.设计目的与要求设计出一个篮球倒计时牌 。准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有 以下功能：(1) 设计的倒计时牌能直接显示“分”，“秒”；(2) 实现1分钟暂停倒计时，中场10分钟暂停倒计时；(3 )终场和暂停的声音提示；(4)注意3种倒计时之间的相互逻辑。2 设计内容(1)画出电路原理图，正确使用逻辑关系；(2)确定元器件及元件参数；(3) 进行电

2、路模拟仿真；(4) S CH文件生成与打印输出；(5 ) PC B文件生成与打印输出；3.编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。4答辩在规定时间内，完成叙述并回答冋题。? 12总体设计方案2. 1设计思路 1?2 .2总体设计框图3设计原理分析 ? 33. 1元件的选择 3?3. 2倒计时电路的工作原理3.3停止及控制电路工作原理 5?3.4驱动显示电路3. 5脉冲产生电路 4总结与体参考文献 6附录1电路仿真图 7?附录2SCH电路图? 8附录3 PCB电路图 9?篮球倒计时电路摘要：本系统电路通过555与组成的多谐振荡器产生一定频率的脉冲信号，经分频器分频输出标准的

3、秒脉冲信号，送往倒计时电路 ，计时电路的秒计时、分计时。输出则送往译码显示电路，显示出当 前时间。此外电路还有报警电路，停止控制电路，报警和显示电路组成。系统能完成15分钟,10分钟和1分钟倒计时，以及倒计时停止时的警报功能。关键词：篮球；计时器；数码管 ；译码器；5 5 5电路；显示器1引言随着世界篮球水平的提高，对计时的准确度及可靠性的要求也越来越高，所以篮球倒计时牌也就应用而生。他是篮球比赛的重要设施，也是不可缺少的部分，同时也是数字电路的重要应用，所以我们就当熟悉它的工作原理设计一个篮球倒计时器，主要解决的问题是实现倒计时功能。首先利用55 5定时器组成的多谐振荡器产生稳定度较高的高频

4、方波信号， 然后经分 频电路，将高频方波分频为1HZ的秒脉冲波形，也可以直接产生1 HZ的秒信号，只是稳 定度不高。将秒信号输入到六十进制的秒计数器。秒计数器和分计数器都是有一个个位十进制 和十位六进制的倒计数器，将秒脉冲波形输入到秒钟计时器，当秒计数器的十位在倒计时到零时也向分六十进制的计数器个位发一个脉冲使分计数器减1，当分计数器的十位在递减到零时，输出信号到警报电路警示人们，再切换到其他功能。并将分，秒计数器的 输出端分别接上译码器和显示器。2总体设计方案2.1设计思路篮球比赛包括：单节1 5分钟计时，6 0秒钟暂停，中场10分钟和计时结束警报提 示。用四块十进制同步加/减计数器4029

5、bp来实现篮球计时的分钟和秒部分的倒计时， 用转换开关来实现1分钟的短暂计时，用三链开关实现10分钟及15分钟的切换，以减 少芯片的数量，使电路的效率提高。电路由以下五部分电路组成。利用5 55定时器及其外围电阻和电容等元件组成的多谐振荡器产生稳定度较高的 高频方波信号，然后经分频电路，将高频方波分频为1H Z的秒脉冲波形。15/10分钟倒计时：这部分完成1 5 / 1 0分钟倒计时的功能，因为他有分秒两部分电 路组成,所以运用了四块4 0 29BP芯片。低位即秒钟的个位不需要任何的反馈电路而直 接应用4 02 9的减计数功能：时钟信号传送到cp端,U/ D端接低电平而使芯片实现减计 数功能。

6、秒钟十位，则接受个位TC端传来的时钟信号，每当个位由9到0实现减计数一 个循环，十位就减一个数，至此两位数的倒计数器就做成了。最后再通过对他们的预置 位的初始设计，使个位满足十循环，而使十位实现六循环。分钟部分则的设计思路和秒 钟部分相似，不同的是分钟的个位和十位都要进行预置数设置。而且还要实现两钟数据 的转换，所以在转换的同时还要考虑到所以电路的复位功能，而这一部分功能则可通过将40 2 9的CI端来实现。输出二进制数据通达 74IS47转换后送到显示管显示。比赛开 始时通过开关复位使屏幕上显示15:00/ 1 0: 0 0的字样，倒计时开始逐步倒计时到00: 00.循环用P E端来实现，即

7、在电路走到00时,各信号通过与非门电路送到PE端实现自 动循环。而这一模块不同计时数制的转换则用键链开关来实现功能的切换，开关的使用 虽说比不得自动控制稳定，却是贵在简单而且易矛操作。1分钟倒计时暂停要求从60秒倒计时开始，主要设计思路和上面的秒钟部分相似， 不同点在于他们不同时工作，而是呈互补的关系即交叉轮流工作。他在实现6 0到0的循环同时还可实现一个功能，那就是不管他走到几时只要停止工作，他都会由现态转换 到初态即显示“ 60”的字样，自动实现复位功能。同样在输出二进制数据通达74 1 s4 7转换后送到显示管显示。在电路开始时屏幕上显示60字样，暂停时从60到00逐步 递减。这部分同样

8、以4029实现,循环用PE端来实现,即在电路走到0 0时,各信号通过与 非门电路送到P E端实现自动循环。译码及显示电路：译码电路采用7 41s 4 7实现,74ls47是BCD码与二进制数转换与 驱动芯片，可实现将4位二进制数据变成七位驱动显示信号并传送到七段显示管显示数 据,驱动数码管显示相应的数码。警示提示：当计数器计时到00:0 0时,在门电路作用下将这个低电平信号转换成高 电平信号并将一路传送回循环操作，另一路送到警示电路，给出提示音及灯光提示。在本 电路中，提示音用蜂鸣器来实现，灯光用发光二极管来作用。2. 2总体设计框图总电路说明：倒计时功能主要是利用 4 0 29 bp计数芯片

9、来实现，同时利用反馈和置数来实现进 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0 0 :0 0时， 通过控制电路使计数器停止计数并发出蜂鸣警报。以后可由手动实现各种数值间的切换及控制。如图1所示：时 15分钟/10译码数码管钟15分钟/10脉4，报警提键控控 1分钟3倒计二3设计原理分析3.1元器件的选择六块计数器4029bp,用来实现倒计时功能；六块七段译码器和六个数码管用来实现 显示功能；为了使电路更简单用键链开关代替芯片来实现电路控制功能，选用发光二极管和小蜂鸣器实现电路的到时警报功能。为了便于分析这里把4029bp的功能表罗列出如表1所示:(1)秒钟部分工作原

10、理：运用二块4 02 9实现6740秒倒计时功能。如图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倒计时电路的工作原理裁2Ce3esw dip-3p3 q

12、3Ag7g100JP415vDSLED2Rp0 q0 p1 q1 p2 q2 p3 q3 pe tc b/d.ci u/d cp vccgndJP5234图2秒钟部分gn cVcc /RB a /LT b /BI c D d Ce B f10985-42a b c d e f右边的芯片为个位数时钟脉冲 cp端引入,反饱馈信号从tc传送到下一级的 cp。而 且，在第二级的输入端 PO,P 1接高电平表示数值5的二进制数,确保二者倒计数从5 9到00的循环。在电路开始工作时先将开关置于1端实现复位，开关置于3端开始倒计 数并且由于C3的与非关系当输出值都为0时，可传送高电平信号到p e端实现复位循

13、环 计数。(2 )分数部分工作原理：同秒部分一样也用 4029来实现。如下图3所示图3q0分钟部分p2 q2p3 q3pe tc显示及计数功能和秒部分相似。不同8的地方在于该电路要实现 能,为了电路结构简单我采用键链开关:以3 D开关来实现15的初始值;以 EA来确定10的 初始值。用两个开关来实现1 5及10的换并确保初始复位等功能。5 d(3)1分钟倒计时则和以上的秒钟部分相似只是少了循环功能，因为它它每一次走到只要将秒钟部分s的控制循环的线除掉就可15和1 0两个循环功10A10 0时就要提示报警，而不是一直循环。 以了。SW-SPDT3. 3停止及控制电路工作原理所以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分种倒计时，不管是7哪一种数值当倒计时到 u/d cp0 0时，就会从与非门电路输出一个高电平信号使得报警电路报警。JP4和一个蜂鸣器构成的电路，这时可手动切换开关以达到各种计数目的p0 q0p1 q1p2 q2p3 q3pe tc b/d cidsu/d cpgnd/cc该系统电路实现15,115v3. 4驱动显示电路的工作原理u/d cpJP410丨00:D4具体就是一个二极管, 2 ,D dd-C 土4 葫列的译码器将四们二进制数据1转

15、换成可供七段2显示吕用用的七D537g DPA g74ls471110A 1它只是将40 2 9芯片 c这部分电路的作用只是显示计数时的数据,所以相对较于简单,JP5/BI c们数信号，再送给显示管，最后以显示管显示出来即可。759e23. 5秒脉冲产生电路的工作原理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秒钟脉冲产生电路由5 5 5定时器和外接元件R1,R2,C构

16、成多谐振荡器,输出脉冲频 率为f =1 /( t 1+t2) , f=0. 7 (R1+2R2 )C得出f =1 Hz,即1秒钟。电路如图4所示：图4脉冲产生电路4总结与体会这次的课程设计使我从不同的地方学到了更多的东西。 通过这次实习，使我深刻的体 会到了自身的不足，无论是理论上，还是实践上，都差得很远。而我做的多功能数字时钟， 还只是多功能时钟里较简单。开始时毫无头绪，于是我自己上网查看资料，当看到一些电路和参考文献时，慢慢的理清了思路，又查看课本等。开始把整体思路给画了出来， 另外还要考虑它的可行性，实用性等等。于是开始使用M ul ti sim软件对电路进行参 数设置和调节，意义确实不

17、小。首先,就是学以致用。平时也学了不少的数字电路，但是却没有什么实质性的体验。而这次的设计让不单让我初步的了解了数字电路的作用和效用，也使我更深入一步地了解了这次所用的几个芯片的作用。更难得的是通过去图书馆或是上网的查阅资料，以及自己的分析问题设计并运用这些东西，既巩固了自己的知识也提高了自己的能力。另外 在这次实习当中，我更加熟练地应用protel 2 00 4绘图,Word排版，和学会使用EWB勺 升级版M ul ti s i m等，让我对电脑绘图有了更深刻的理解。 也使我对专业有了新的认 识,看到了未来的发展前途。其次,就是锻炼自己了。想这么一个小电路我还要经过那么几次的选材调试， 并且

18、还 是错误不断，这不能不让我意识到自己的不足之处如此之多。这还只是个小电路，若是更大的我就不也想象能如何下手，这也算是个“艰难”的开端吧。最后，就是解决问题的能力了。开始时我遇到的最大的问题就是选用什么样的元件 了，看着这个也能用、却也不会用，再看那个也是如此。可是经过几次的试验才发现同 一个元件不同种用法会更简单，这也许是对其更深入的了解吧。我记得最深的就是用40 29时，以前也用过不同的元件来实现计时，可是从来不知道初端如何用。所以，一开 始就难住了我，我想过用门电路来实现，可是那要用十多个门电路才可以实现。通过更深入对这个元件的了解我才知道初始置位端的用处，并且同时也对另外的置位端有了了

19、解。总之，通过这次实习，不仅使我对所学的知识有了新的认识，而且提高我考虑问题和 分析问题的全面性以及动手操作的能力，使我的综合能力有了一个很大的提高。这所有的 提高都离不开各位老师的耐心辅导以及同学们的热心帮助，我忠心的感谢各位老师和同学们！参考文献1 杨帮文新编CMO 4 000系列集成电路实用手册M.机械工业出版社.2 科林，孙人杰.TTL,高速CMO手册.电子工程系列丛书M.电子工业出版社3 康华光，邹寿彬，秦臻电子技术基础数字部分（第五版）M .高等教育出版社4 邵锋.数字电子技术实验指导M.河南科技学院.200 9 .附录115 V400 Hz11Key = AJ238J8A J6A

20、Key =申 ey = D Key =1'J7AKey =VCC15V2.5 VX2>E1C9 115CPU4广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