篮球30秒比赛定时器设计使用.doc

河北工程大学科信学院 课程设计说明书 （2011 /2012学年第二学期） 课程名称 ： 电子技术课程设计 题 目 ： 篮球30秒倒计时 专业班级 ：电气工程及其自动化（5）班 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ： 马志钢 设计周数 ： 2 设计成绩 ： 2012年 6月29日 目录 1.设计目的 ………………………………………2 2.课程功能 ………………………………………2 3.原理框图 ………………………………………2 4.电路模块分析 4.1秒脉冲发生器………………………………2 4.2计数器电路…………………………………4 4.3译码显示电路………………………………5 4.4报警电路……………………………………9 4.5控制电路……………………………………9 5．原理图 ………………………………………10 6. 课程设计总结 ………………………………11 7. 参考文献 ……………………………………12 8.使用器件 …………………………………… 12 1、课程设计目的 1、综合运用数字电子技术课程知识，培养数字电路方案设计能力。 2、对基础知识熟练掌握，使各学科的知识有机的串联起来，融会贯通。 3、培养学生的逻辑思维能力。 2、功能 1、实现30S倒计时，并用七段ＬＥＤ数码管显示时间； 2、能够实现置数，清零，暂停，报警功能； 3、可以产生１Ｓ秒脉冲。 3、原理框图 555定时器用来产生周期为1秒的脉冲信号，供计数器进行倒计数 ，以便将计数器输出的数据传送给译码器，译码器再译码驱动七段数码管显示输出，控制电路实现“篮球竞赛30s” 的暂停/继续工作，清零复位，置数/工作；报警电路实现30s计数器减至0秒时报警电路发出光电警报，由此分析得出30秒计时器的总体参考方案框图如图1所示。它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和控制电路等五个模块组成。其中计数器和控制电路是系统的主要模块。 图1 30秒倒计时器原理框图 4、电路模块分析 4.1秒脉冲发生器 用555集成电路组成多谐振荡电路为系统提供时钟秒脉冲。555定时器应用为多谐振荡电路时，当电源接通Vcc通过电阻R1、R2向电容C充电，其上电压按指数规律上升，当u上升至2/3Vcc，会使比较器C1输出翻转，输出电压为零，同时放电管T导通，电容C通过R2放电；当电容电压下降到1/3Vcc，比较器C2工作输出电压变为高电平，C放电终止，Vcc通过R1、R2又开始充电；周而复始，形成振荡。则其振荡周期与充放电时间有关，也就是与外接元件有关，不受电源电压变化影响。 公式计算： C2=0.01μF T1=(R1+R2)C1ln2; T2=R2C1ln2; 振荡周期T = T1+T2=0.7 ( R1 + 2R2) C1 =1 (s) 若取C1=10μF，结合实际选取电阻为R15=600Ω,R16=300Ω。 图2 555多谐振荡电路图 555定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态触发器和多谐振荡器等，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。 ui1是比较器c1的反相输入端，即阀值端，用TH表示。ui2是比较器c2的同相输入端，即触发端，用TR表示。uR1,uR2是c1和c2的基准电压。u0 是控制电压输入端。 RST是复位输入端。当RD=0时，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。正常工作时，R0=1。 ui1和ui2分别为6端和2端的输入电压。当ui1uR1，ui2uR2 时，C1输出为低电平，C2输出为高电平，即uc1=0，uc2=1，基本RS触发器被置0，晶体管T导通，输出端u0为低电平。 当u11uR1，u12uR2 时，C1输出为高电平，C2输出为低电平，uc1=1，uc2=0，基本RS触发器被置1，晶体管T截止，输出端u0为高电平。 当u11uR1，u12uR2时，uc1=1,uc2=1,基本RS触发器状态不变，电路亦保持原状态不变