本帖最后由 门球迷 于 2009-6-6 21:02 编辑
门球比赛计时器 林静风闲 本例介绍的门球比赛计时器,采用LED数码管来显示比赛时间,具有暂停计时功能,在比赛开始后的l5min、2Omin、25min和30min(比赛结束时间)能分别发出不同的提示声响;在比赛开始后的前29min采用分钟计时,最后lmin自动切换为秒计时,可满足激烈比赛时对时间精度显示的要求。
电路工作原理
该门球比赛计时器电路由电源电路、精密振荡器、计时器、RS触发器、脉冲信号切换电路、加法计数器、显示驱动电路、分频控制器、单稳态电路、开机复位电路、受控音频振荡器和音频放大电路组成,如图2-124所示。


电源电路由发光二极管VL、限流电阻器R46、电源开关Sl和电池GB组成。
精密振荡器电路由串行计数器集成电路ICl、石英晶体振荡器BC、电阻器R1、R2和电容器Cl-C3组成。
计时器电路由串行计时器集成电路IC2和比赛暂停开关S3、二极管VDl-VD5、电阻器R3、电容器C4组成。
RS触发器由四或非门集成电路ICIO(D5-D8)内部的D7、D8构成。
脉冲信号切换电路由四模拟电子开关集成电路IC3(S01-S04)、四与非门集成电路IC9(Dl-D4)内部的D4、电阻器R5、R6和晶闸管VT组成。
加法计数器电路由计数器集成电路IC4、二极管VD6-VD8、电阻器R7、R8和电容器C5、C6组成。
显示驱动电路由LED数码显示器A、B、译码器集成电路lC5、1C6、晶体管V3-V16、电阻器R18-R46和显示器消隐控制开关S2组成。
分频器控制电路由计数分频器集成电路lC7、1C8、电阻器R14-Rl6、电容器ClO-Cl5、IC9内部的Dl、二极管VD9-VDl8组成。
单稳态电路由IC9内部的D2、D3和电阻器R9、RlO、电容器C7组成。
受控音频振荡器由IClO内部的D5、D6和电阻器Rl2、R13和电容器C9组成。
音频放大器由晶体管Vl、V2、电阻器Rll和扬声器BL组成。
开机复位电路由电阻器Rl、R4、R8、Rl5、RI6和电容器Cl、C4、C14和Cl5组成。
接通电源开关Sl,VL点亮,各集成电路清零复位,精密振荡器振荡工作后,从ICl的Q14端输出频率为2Hz的振荡信号 (32768HZ振荡信号经14级分频后产生),作为IC2的时钟信号及RS触发器的控制信号。计时器在RS触发器的作用下清零复位,从零开始计数。
在2Hz振荡信号的控制下,RS触发器的3脚恢复为低电平,输出分钟信号(每隔lmin输出一个脉冲信号),该信号一路加至IC7的CP端,作为IC7的计数脉冲;另一路经IC3内部的电子开关S03加至lC4的9脚,经IC4进一步编码计数后输出BCD码(8421码)。此BCD码信号经IC5和1C6译码处理、V3-V16驱动放大后,通过LED数码显示器A、B,显示出比赛时间的分钟数。
电子开关集成电路IC3用来控制8Hz调制信号和4Hz调制信号 (ICl的Q12端和Q13端分别输出8Hz和4Hz调制信号)的切换及分钟信号脉冲和秒信号脉冲的切换。
IC7在CP端分钟计数信号的控制下,其YO-Y9端依次输出高电平。比赛时间到5min时,lC7的Y5端变为高电平,此高电平经VDl8加至Cr端,使IC7清零复位,计数又从零开始,于是Y5端便得到周期为5min的脉冲信号,这一脉冲信号加到IC8的CP端,使IC8的YO-Y9端依次输出高电平。经过3个5min(l5min)、4个5min(2Omin)、5个5min(25min)和6个5min(30min)时,IC8的Y3、Y4、Y5和Y6端依次先后输出高电平,分别通过Cl2、C13、ClO、Cll和VDl2、VD14、VD9、VDll加至Dl(接成非门电路)的输入端,Dl输出低电平,使单稳态电路由稳态变为暂态,输出端由高电平变为低电平,受控音频振荡器振荡工作,产生音频振荡信号,此信号经Vl、V2放大后,驱动BL发出"嘀"声。单稳态电路暂稳态(时间为25)结束后,D3时输出端又变为高电平,受控音频振荡器停振。
这样,每次触发时,BL只发出2s的提示声响。为了使BL发出断续的"嘀、嘀"声,受控音频振荡电路中引入了8Hz和4Hz的调制信号,即在IC8的Y3、Y4、Y5端输出高电平时(即比赛时间达到l5min、2Omi。和25m"时),IC3的13端变为高电平,Sl接通,ICl的Q12端输出的8Hz振荡信号经SOl加至IClO的13脚,对音频振荡信号进行调制,使BL发出急促的"嘀、嘀"声变缓,表示比赛已进行l5m"、2On。n或25min。在IC8的Y6端输出高电平时(比赛时间达到3Omin时),该高电平加至lC3的5脚,使502接通,IC1的Q13端输出的4H,振荡信号经502加至IC10的13脚(此时501已关断),对音频振荡信号进行调制,使BL发出的"滴、哺"声变缓,表示比赛时间已到。
在比赛开始后时29min之前,VT处于截止状态,D4输入端的高电平使IC3内部的S03接通,D4输出端的低电平使S04关闭,此时的比赛时间以分钟显示。当比赛时间达到29min时,IC7的Y4端输出高电平,使VT受触发而导通,Dl的输入端变为低电平,输出端变为高电平,一方面使IC4清零;另一方面使IC3内部的S03关断,分钟信号被切断,同时S04接通,IC2的Ql端输出的秒信号经S04加至IC4的9脚,使IC4开始由零开始秒计时,LED数码显示器显示出最后lmin的秒数。
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