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

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

3、能：</p><p>　　（1）設(shè)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>　?。?）注意3種倒計時之間的相互邏輯。</p><p><b>　　2．設(shè)計內(nèi)容 </b></p><p

4、>　?。?）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；</p><p>　　（2）確定元器件及元件參數(shù)；</p><p>　?。?）進行電路模擬仿真；</p><p>　?。?）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(shè)計報告<

5、/b></p><p>　　寫出設(shè)計的全過程，附上有關(guān)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(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)計方案……………………………………………………………………………1</p><p>　　2.1 設(shè)計思路………………………………………………………………………………1</p><p>　　2.2 總體設(shè)計框圖…………………………………………………………………………2</p

7、><p>　　3 設(shè)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(qū)動顯示電路…………………………………………………………………………5</p><p>　　3.5 脈沖產(chǎn)生電路…………………………………………………………………………5</p><p>　　4 總結(jié)與體會………………………………………………………………………………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(chǎn)生一定頻率的脈沖信號，經(jīng)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(guān)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(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，同時也是數(shù)字電路的重要應(yīng)用，所以我們就當熟悉它的工作原理。</p><p>　　設(shè)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(chǎn)生穩(wěn)定度較高的高頻方波信號，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，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(shè)計方案</b></p>&

14、lt;p><b>　　2.1 設(shè)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(jié)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(zhuǎn)換開關(guān)來實現(xiàn)1分鐘的短暫計時，用三鏈開關(guān)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(chǎn)生穩(wěn)定度較高的高頻方波信號，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(yīng)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(yù)置位的初始設(shè)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(shè)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(yù)置數(shù)設(shè)置。而且還要實現(xiàn)兩鐘數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，所以在轉(zhuǎn)換的同時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端來實現(xiàn)。輸出二進制數(shù)據(jù)通達74ls47轉(zhuǎn)換后送到顯示管顯示。比賽開始時通過開關(guān)復(fù)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(zhuǎn)換則用鍵鏈開關(guān)來實現(xiàn)功能的切換，開關(guān)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(shè)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(guān)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(zhuǎn)換到初態(tài)即顯示“60”的字樣，自動實現(xiàn)復(fù)位功能。同樣在輸出二進制數(shù)據(jù)通達74ls47轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換與驅(qū)動芯片，可實現(xiàn)將4位二進制數(shù)據(jù)變成七位驅(qū)動顯示信號并傳送到七段顯示管顯示數(shù)據(jù)，驅(qū)動數(shù)碼管顯示相應(yīng)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(zhuǎn)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(shè)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(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(shè)計框圖</b></p><p><b>　　3 設(shè)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(guān)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(guān)置于1端實現(xiàn)復(fù)位，開關(guān)置于3端開始倒計數(shù)并且由于C3的與非關(guān)系當輸出值都為0時，可傳送高電平信號到pe端實現(xiàn)復(fù)位循環(huán)計數(shù)。</p><p>　　（2）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(jié)構(gòu)簡單我采用鍵鏈開關(guān)，以D開關(guān)來實現(xiàn)15的初始值，以E來確定10的初始值。用兩個開關(guān)來實現(xiàn)15及10的換并確保初始復(fù)位等功能。</p><p>　　（3）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(gòu)成的電路，這時可手動切換開關(guān)以達到各種計數(shù)目的。</p><p>　　3.4驅(qū)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(zhuǎn)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(chǎn)生電路的工作原理</p><p>　　秒鐘脈沖產(chǎn)生電路由555定時器和外接元件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</b></p><p>　　這次的課程設(shè)計使我從不同的地方學(xué)到了更多的東西。通過這次實習(xí)，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(wǎng)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(shè)置和調(diào)節(jié)，意義確實不小。</p><p>　　首先，就是學(xué)以致用。平時也學(xué)了不少的數(shù)字電路，但是卻沒有什么實質(zhì)性的體

30、驗。而這次的設(shè)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(wǎng)的查閱資料，以及自己的分析問題設(shè)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(xí)當中，我更加熟練地應(yīng)用protel2004繪圖，Word排版，和學(xué)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(jīng)過那么幾次的選材調(diào)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?？墒墙?jīng)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(xí)，不僅使我對所學(xué)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(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</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(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)實驗指導(dǎo)［Ｍ］.河南科技學(xué)院.2009.</p><p><b>　　附錄1</b></p><p><