1、    門球比賽計時器    門球比賽計時器    類別：電子綜合      本例介紹的門球比賽計時器具有以下功能：用一組發光二極管組成二位數碼的每一個筆段，顯示的比賽時間可視范圍大。比賽開始后的前29min用分計時，最后1 min自動切換為秒計時，這種設計滿足了激烈比賽對時間顯示精度的要求。比賽開始后的15, 20, 25,30min（即比賽時間到）分別發出不同的提示聲響。有比賽暫停開關，可滿足比賽過程中特殊情況的

2、需要。采用干電池供電，門球場即使無交流電源也能使用。 工作原理 該門球比賽計時器電路如圖所示。IC1是帶振蕩器的14位二進制串行計數器CD4060，外接32768 Hz晶體及R2、C2、C3等元件，與內部電路一起構成頻率為32768Hz的精密振蕩器，振蕩信號經內部14級分頻后，從3腳輸出頻率為2 Hz的振蕩信號，為IC2提供時鐘脈沖。 IC2是12位二進制串行計時器CD4040，其CP端在IC 1送來的2 Hz的脈沖作用下，經過60min,輸出端Q7-Q1的狀態便為1111000（相當于十進制數120），這時由VD1 - VD4及R3構成的與門電路的輸出端為高電平，此高電平加到IC10D1、I

3、CIOD3（IC10是四或非門D4001)組成的RS觸發器的8腳，其3腳輸出高電平，經VD5對IC2進行清零，使其重新從零開始計數。此后，IC10因1腳受2Hz脈沖的作用，其3腳恢復低電平，因此IC10的3腳每隔I min輸出一個脈沖信號。 IC3是四雙向模擬開關CD4066，用以控制8Hz和4Hz調制信號的切換以及分信號脈沖和秒信號脈沖的切換。 IC4是雙BCD二一十進制加法計數器CD4518,其前級的最高位輸出端Q4與后級的時鐘輸入端EN連接，用Q4輸出脈沖的下降沿觸發后級計數器。Q4一Q1為8421碼輸出端，與譯碼器輸入端相接。 IC5、IC6是BCD鎖存七段譯碼驅動器CD4543，6腳

4、DFI為數碼管共陽共陰顯示選擇端，7腳BI為消隱控制端，接高電平時消隱，接低電平時顯示。本例電路中的七段數碼顯示器的各筆段由此mm的紅色高亮度發光二極管經過適當串并聯以后組成。本例電路采用8只發光二極管，先將4只并聯成一組，然后2組串聯的辦法組成一個筆段，數碼顯示器接成共陽形式。 IC7, IC8是十進制計數脈沖分頻藉CD4017，由IC10第3腳輸出的分脈沖信號加到IC7的CP端，經過5min，Y5變為高電平，這一高電平經VD18送入IC7的Cr端使之清零，計數又從零開始，于是在Y5端便得到周期為5 min的脈沖信號。這一脈沖加到IC8的CP端，于是經過3, 4、5、6個5 min，即15、

5、20、25、30min時，IC8的Y3、Y4、Y5、Y6依次先后出現高電平Y3、Y4、Y5、Y6分別經過電容器C12、C13、C10、C11和二極管VD12, VD14,VD9、VD11共同接至IC9D1（IC9為四與非門CD4011）的輸人端，高電平經IC9D1反相后變為低電平。IC9D2和IC9D3接成單穩電路，單穩電路的輸人端（IC9的5腳）平時為高電平，處于穩態，輸出端（IC9的10腳）為高電平。這一高電平送人IC10D2的輸人端（IC10的5腳），使由IC10D2和IC l OD4組成的受控振蕩器停振。當時間到達15, 20, 25, 30min時，IC9D1的輸出端3腳，即單穩電路

6、的輸人端變為低電平，電路被觸發，進人暫穩態，輸出端10腳變為低電平，使IC10D2和IC10D4組成的振蕩器立即起振，產生音頻振蕩信號。暫穩態結束后，單穩電路又恢復輸出高電平，音頻振蕩器停止振蕩。本電路中，暫穩態時間設定為2s，所以每次觸發，揚聲器只發出2s的提示聲響。為使揚聲器發出斷續的“嘀嘀”聲，音頻振蕩電路中引人了8 Hz或4Hz的調制信號。其過程為：當Y3、Y4、Y5各輸出端出現高電平時，分別經過二極管VD13、VD15、VD10接至IC3的13腳。這樣，在15、20, 25min時間到時，13腳均為高電平，IC3內的模擬開關Dl接通，ICl的1腳輸出的8 Hz振蕩信號經過D1送至IC

7、10的13腳，對音頻振蕩信號進行調制，使之輸出斷續的音頻信號。音頻信號經VTl、VT2放大，推動揚聲器發出急促的“嘀嘀”聲，表明比賽已經進行了15, 20, 25 min。 在前29min，晶閘管VS因無觸發信號而處于關斷狀態，所以R5下端為高電平。這一高電平一路加在IC9D4的輸人端，經反相后輸出（IC9的11腳）為低電平，IC3內的模擬開關D4斷開，切斷由IC2的Ql端來的秒信號的輸人；另一路加在IC3的12腳，模擬開關D3接通，由IC3的3腳來的分信號送至IC4的9腳CP端，經IC4計數，IC5、IC6譯碼，VT3VT16驅動，R32 - R45限流，由數碼顯示屏顯示出比賽時間的分鐘數。

8、 當比賽進行到25min時，IC8的Y5輸出高電平，再過4min，即29min時，IC7的Y4輸出高電平，這時IC8的Y5仍然為高電平，二者經VD16、VD17、R17構成的與門電路相與后，R17下端變為高電平，這一高電平經過R6觸發VS導通，R5下端變為低電平，模擬開關D3斷開，切斷分信號的輸入；與此同時，這一低電平經IC9 D4反相后變為高電平，一路經C5,R7微分后再經VD7送入IC4的兩個Cr端，使計數器清零；一路使模擬開關D4接通，由IC2的9腳來的秒信號經過D4送至IC4的9腳CP端，于是IC4由零開始進行秒計時，數碼顯示器顯示出最后1 min的秒數。當計數至60時，比賽正好進行了

9、30min，IC8的Y6端輸出高電平，經VD6加在IC4的兩個Cr端，使計數器清零，并禁止脈沖的繼續輸人，顯示屏顯示為1100”，比賽結束。 當30min時間到時，IC8的Y6端輸出的高電平還加在IC3的5腳，使模擬開關D2接通，由IC1的2腳輸出的4Hz振蕩信號經過D2送至IC 10的13腳（這時D1已斷開，8 Hz信號通路已切斷），對音頻振蕩信號進行調制，使揚聲器發出舒緩的“嘀嘀”聲，表明比賽時間到，提示主裁判不再喊號。 電路中的C1、R1，C4、R4，C6、R8，C14、R15，C15、R16分別構成各對應.IC的開機清零電路。SA2為顯示屏的消隱控制開關。SA2擲向"2;位時

10、，IC5、IC6的BI端接高電平，數碼顯示消隱，以節約電能，但計數和音響電路仍在工作。S3為比賽暫停開關，平時處于接通狀態，斷開時計數脈沖不能進人IC2，各部分保持原態，接通時計時繼續進行。VD19為工作指示發光二極管。SA1為電源開關。 元器件選擇 本例主要元器件是數字集成電路，其中IC 1選用帶振蕩器的14位二進制串行計數器CD4060；IC2選用12位二進制串行計時器CD4040; IC3選用四雙向模擬開關CD4066：IC4選用雙BCD二一十進制加法計數器CD4518：IC5、IC6選用BCD鎖存七段譯碼驅動器CD4543；IC7, IC8選用十進制計數脈沖分頻器CD4017；IC9選用4一2輸入與非門CD4011；IC 10選用4一2輸入或非門CD4001。 R32一R45的功率應不小于0。5Wa。 其他元器件無特殊要求，按圖所標型號及參數進行選擇。 制作與調試 根據圖自行設計電路板。將所有電子元器件安裝在自制的印制電路板上，并將其裝入大小合適的塑料或木制盒內，在盒面上固定好顯示屏。調試時，適當選擇R32一R45的阻值，使流過每只發光二極管的電流在10一15mA。調整R9的阻值，使單穩電路的暫穩態時間為2s，這