籃球倒計(jì)時(shí)課程設(shè)計(jì)--籃球板倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題目：籃球板倒計(jì)時(shí)設(shè)計(jì) </p><p>　　專業(yè)班級(jí)：*********** </p><p>　　姓　　名：*********** </p><p>　　時(shí) 間：************ </p><p&g

2、t;　　指導(dǎo)教師： ************ </p><p>　　完成日期：************</p><p>　　籃球倒計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　1．設(shè)計(jì)目的與要求</b></p><p>　　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

3、能：</p><p>　?。?）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)；</p><p>　?。?）終場(chǎng)和暫停的聲音提示；</p><p>　?。?）注意3種倒計(jì)時(shí)之間的相互邏輯。</p><p><b>　　2．設(shè)計(jì)內(nèi)容 </b></p><p

4、>　?。?）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；</p><p>　?。?）確定元器件及元件參數(shù)；</p><p>　?。?）進(jìn)行電路模擬仿真；</p><p>　　（4）SCH文件生成與打印輸出；</p><p>　　（5）PCB文件生成與打印輸出；</p><p><b>　　3．編寫設(shè)計(jì)報(bào)告<

5、/b></p><p>　　寫出設(shè)計(jì)的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。</p><p><b>　　4．答辯</b></p><p>　　在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，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(shè)計(jì)方案……………………………………………………………………………1</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)思路………………………………………………………………………………1</p><p>　　2.2 總體設(shè)計(jì)框圖…………………………………………………………………………2</p

7、><p>　　3 設(shè)計(jì)原理分析……………………………………………………………………………3</p><p>　　3.1 元件的選擇……………………………………………………………………………3</p><p>　　3.2 倒計(jì)時(shí)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(qū)動(dòng)顯示電路…………………………………………………………………………5</p><p>　　3.5 脈沖產(chǎn)生電路…………………………………………………………………………5</p><p>　　4 總結(jié)與體會(huì)………………………………………………………………………………5</p&

9、gt;<p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………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(jì)時(shí)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(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

11、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。</p><p>　　關(guān)鍵詞：籃球；計(jì)時(shí)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(duì)計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確度及可靠性的要求也越來越高，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

12、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。</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)籃球倒計(jì)時(shí)器，主要解決的問題是實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能。</p><p>　　首先利用555定時(shí)器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1HZ的秒脈沖波形，也可以直接產(chǎn)生1HZ的秒信號(hào)，只是穩(wěn)定度不高。</p><p>　　將秒信號(hào)輸入到六十

13、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。</p><p><b>　　2 總體設(shè)計(jì)方案</b></p>&

14、lt;p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　籃球比賽包括：?jiǎn)喂?jié)15分鐘計(jì)時(shí)，60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4029bp來實(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。</p><p>　　電路由以

15、下五部分電路組成。</p><p>　　利用555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1HZ的秒脈沖波形。</p><p>　　15/10分鐘倒計(jì)時(shí)：這部分完成15/10分鐘倒計(jì)時(shí)的功能，因?yàn)樗蟹置雰刹糠蛛娐方M成，所以運(yùn)用了四塊4029BP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4029的減計(jì)數(shù)功能：時(shí)鐘

16、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。秒鐘十位，則接受個(gè)位TC端傳來的時(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將402

17、9的CI端來實(shí)現(xiàn)。輸出二進(jìn)制數(shù)據(jù)通達(dá)74ls47轉(zhuǎn)換后送到顯示管顯示。比賽開始時(shí)通過開關(guān)復(fù)位使屏幕上顯示15：00/10：00的字樣，倒計(jì)時(shí)開始逐步倒計(jì)時(shí)到00：00.循環(huán)用PE端來實(shí)現(xiàn)，即在電路走到00時(shí)，各信號(hào)通過與非門電路送到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)來實(shí)現(xiàn)功能的切換，開關(guān)的使用雖說比不得自動(dòng)控制穩(wěn)定，卻是貴在簡(jiǎn)單而且易矛操作</p><p>　　1分鐘倒計(jì)時(shí)暫停要求從60

18、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)60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)74ls47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。這部分同樣以4029實(shí)現(xiàn)，循環(huán)用PE端來實(shí)現(xiàn)，即在電路走到00時(shí)，各信號(hào)通過

19、與非門電路送到PE端實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。</p><p>　　譯碼及顯示電路：譯碼電路采用74ls47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。</p><p>　　警示提示：當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)到00：00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

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(shí)現(xiàn)，燈光用發(fā)光二極管來作用。</p><p>　　2.2 總體設(shè)計(jì)框圖</p><p><b>　　總電路說明：</b></p><p>　　倒計(jì)時(shí)功能主要是利用4029bp計(jì)數(shù)芯片來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)利用反饋和置數(shù)來實(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00：

21、00時(shí)，通過控制電路使計(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：</p><p><b>　　圖1 總設(shè)計(jì)框圖</b></p><p><b>　　3 設(shè)計(jì)原理分析</b></p><p><b>　　3.1元器件的選擇</b></p><

22、p>　　六塊計(jì)數(shù)器4029bp，用來實(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。</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(jì)時(shí)電路的工作

23、原理</p><p>　?。?）秒鐘部分工作原理：運(yùn)用二塊4029實(shí)現(xiàn)60秒倒計(jì)時(shí)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(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P0,P1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59到00的循環(huán)。在電

24、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pe端實(shí)現(xiàn)復(fù)位循環(huán)計(jì)數(shù)。</p><p>　?。?）分?jǐn)?shù)部分工作原理：同秒部分一樣也用4029來實(shí)現(xiàn)。如下圖3所示</p><p><b>　　圖3 分鐘部分</b></p><p>　　顯示及計(jì)數(shù)功能和秒部分相似。不同的地方在

25、于該電路要實(shí)現(xiàn)15和10兩個(gè)循環(huán)功能，為了電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單我采用鍵鏈開關(guān)，以D開關(guān)來實(shí)現(xiàn)15的初始值，以E來確定10的初始值。用兩個(gè)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)15及10的換并確保初始復(fù)位等功能。</p><p>　?。?）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?0時(shí)就要提示報(bào)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(shí)現(xiàn)15，10及1分種倒計(jì)時(shí)，不管是哪一種數(shù)值當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)到00：00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。具體就是一個(gè)二極管和一個(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。</p><p>　　3.4驅(qū)動(dòng)顯示電路的工作原理</p><p>　　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

27、簡(jiǎn)單，它只是將4029芯片中的計(jì)數(shù)信息通過74系列的譯碼器將四們二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可供七段顯示管用用的七們數(shù)信號(hào)，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(chǎn)生電路的工作原理</p><p>　　秒鐘脈沖產(chǎn)生電路由555定時(shí)器和外接元件R1,R2,C構(gòu)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(chǎn)生電路</b></p><p><b>　　4 總結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　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。通過這次實(shí)習(xí)，使我深刻的體會(huì)到了自身的不足

29、，無論是理論上，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，另外還要考慮它的可行性，實(shí)用性等等。于是開始使用Multisim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)不小。</p><p>　　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

30、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。更難得的是通過去圖書館或是上網(wǎng)的查閱資料，以及自己的分析問題設(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protel2004繪圖，Word排版，和學(xué)會(huì)使用EWB的升級(jí)版Multisim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)，看到了未來的發(fā)展前途。</p

31、><p>　　其次，就是鍛煉自己了。想這么一個(gè)小電路我還要經(jīng)過那么幾次的選材調(diào)試，并且還是錯(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。</p><p>　　最后，就是解決問題的能力了。開始時(shí)我遇到的最大的問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)過幾次的試驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)同一個(gè)

32、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4029時(shí)，以前也用過不同的元件來實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，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(shí)現(xiàn)，可是那要用十多個(gè)門電路才可以實(shí)現(xiàn)。通過更深入對(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解。</p><p>　　總之，通過這次實(shí)習(xí)，不僅使我對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)，而且提高我考慮問題和分析問題的全面

33、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！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 楊幫文.新編CMOS4000系列集成電路實(shí)用手冊(cè)［Ｍ］.機(jī)械工業(yè)出版社.</p><p>　　[2] 科林，孫人杰.TTL,

34、高速CMOS手冊(cè).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(shù)基礎(chǔ)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(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［Ｍ］.河南科技學(xué)院.2009.</p><p><b>　　附錄1</b></p><p><