篮球竞赛30秒计时器

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1、※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2009级数字电子技术课程设计数字电子技术课程设计报告书课题名称篮球竞赛30s计时器姓名郭天萌学号院、系、部电气系专业电子信息工程指导教师高迎霞、孙秀婷2011年6月28日13篮球竞赛30秒计时器方0909-2郭天萌摘要本课程设计是数字电子技术的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时

2、，会发出光电报警信号。本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。此计时器的设计采用模块化结构，主要由以下4个组成，即直流稳压电源模块、计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和辅助电路两个部分。一、设计目的在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于

3、篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒限制。一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。二、设计要求二、（1）基本任务1、具有显示30s的计时功能；2、设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能；3、计时器为30s递减计时器，其计时间隔为1s；4、计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，应发出光电报警信号。13二、（2）功能要求1、计数器完成30s计时功能；2、控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停/连续计数；3、译码显示电路的显示和灭灯等功能；4、当启动开关闭合时，控制电路应封锁时

4、钟信号CP(秒脉冲信号)，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30s字样；5、当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停/连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；6、当暂停/连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。另外，外部操作开关都应采取去抖动措施，以防止机械抖动造成电路工作不稳定。三、设计方案及原理框图分析设计任务，直流稳压电源、计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停／连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。为了满足系统的设计要求，在设计控

5、制电路时，应正确处理各个信号之间的时序关系。在操作直接清零开关时，要求计数器清零，数码显示器灭灯。当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号CP，同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示“30”字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停／连续开关拨在暂停位置上时，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停／连续开关拨在连续时，计数器继续递减计数。直接由555多谐振荡器产生脉冲周期为1秒的脉冲。系统设计框图如图3.1所示。图3.130秒计时器系统设计框图13四、单元电路设计及主要元器件参数计算四、（1）直流稳压电源模块1、直流稳压电

6、源基本原理框图0tU整流电路0tU0tUUiUo滤波电路稳压电路电源变压器～0tU图4.1.1直流稳压电源的原理框图和波形变换2、直流稳压电源电路图图4.1.2直流稳压电源电路图3、直流稳压电源的参数计算（1）要使W7805正常工作，必须保证输入与输出之间维持大于2V的压降，因此W7805输入端直流电压必须保证在7V以上。W780513输入端的电流是许对变压器副边输出电压U2(t)整流、滤波后得到的。假设整流电路内阻为0，负载电流为0，W7805输入端有最大电压U=1.414Uef，Uef是U2(t)的有效值。由于滤波电容不可

7、能无限大，所以U<1.414Uef,根据经验可知U=1.2Uef，得Uef=5.8V，考虑到整流桥经过两个二极管约有1.4V的压降，得变压器可取7V。（2）变压器选择：变压器选择7V变压，考虑到电流不需要太大，最大电流为2A，实际选择变压器输出功率为14W，可以很好地满足要求。（3）整流桥：考虑到电路中会出现冲击电流，整流桥的额定电流时工作电流的2~3倍。选取RS301（100V,3A）即可。（4）滤波电路：考虑到对纹波电压要求比较高，所以选择了2200uF、耐压值为10V的电解电容。（5）去耦电容：去耦电容的选择是由W780

8、5芯片要求的，查书可知分别为0.1uF和0.33uF，用来滤除高频分量，防止产生自激（6）为了防止负载产生冲击电流，故在输出端加入220uF、耐压值为10V的电解电容。（7）为防止电源输出端短路，需安装保险管；为防止W7805因过热而烧坏，需加装散热片。至此，所有元件的参数都