这款门球比赛计时器具有以下功能：用一组发光二极管组成二位数码的每一个笔段，显示的比赛时间可视范围大；比整开始后的前29分钟采用分计时，最后1分钟自动切换为秒计时，这种设计满足了激烈比赛对时间显示精度的要求；比赛开始后的15分钟、20分钟、25分钟及30分钟（即比赛时间到）分别发出不同的提示声响；有比赛暂停开关，可满足比赛过程中特殊情况的需要；采用干电池供电，门球场即使无交流电源也能使用。
工作原理
该门球比赛计时器电路如图所示。IC,是带振荡器的14位二进制串行计数器CD4060，外接32768Hz晶体及R2、C2、C3等元件与内部电路一起构成频率为32768Hz的精密振荡器，振荡信号经内部14级分频后，从③脚输出频率为2Hz的振荡信号，为IC2提供时钟脉冲。
IC2是12位二进制串行计时器CD4040，其CP端在Ic,送来的2Hz的脉冲作用下，经过60分钟，输出端Q7~Q1的状态便为1111000（相当于十进制数120），这时由VDI—VD4及R3构成的与门电路的输出端为高电平，此高电平加到IC10A和IC0C(IC10是四或非门CD4001)组成的RS触发器的⑧脚，其③脚输出高电平，经VD5对IC2进行清零，使其重新从零开始计数。
此后，IC10因①脚受2Hz脉冲的作用，其③脚恢复低电平，因此IC10③脚每隔1分钟输出一个脉冲信号。
IC3是四双向模拟开关CD4066，用以控制8Hz和4Hz调制信号的切换以及分信号脉冲和秒信号脉冲的切换。
IC4是双BCD二一十进制加法计数器CD4518，其前级的最高位输出端Q4与后级的时钟输入端EN连接，用Q4输出脉冲的下降沿触发后级计数器。Q4~Q1为8421码输出端，与译码器输入端相接。
IC5、IC6是BCD锁存／七段译码驱动器CD4543，⑥脚DFI为数码管共阳／共阴显示选择端，⑦脚Bl为消隐控制端，接高电平时消隐，接低电平时显示。本电路中的七段数码显示器的各笔段由直径5mm的红色高亮度发光二极管经过适当串并联以后组成。笔者采用8只发光二极管，先将4只并联成一组，然后2组串联的办法组成～个笔段，数码显示器接成共阳形式。
IC7、Ics是十进制计数／脉冲分配器CD4017，由IC10第③脚输出的分脉冲信号加到IC7的CP端，经过5分钟，Y5变为高电平，这一高电平经VD18送人IC7的Cr端使之清零，计数又从零开始，于是在Y5端便得到周期为5分钟的脉冲信号。这一脉冲加到IC8的CP端，于是经过三个、四个、五个、六个5分钟，即15分、20分、25分、30分时，Ica的Y3、Y4、Y5、Y6依次先后出现高电平，分别经过电容C12、C13、C10、C11和二极管VD12、VD14、VDg、VDll共同接至IC9A（Ic9为四与非门CD4011）的输入端，高电平经lC9A反相后变为低电平。IC9B和IC9C接成单稳电路，单稳电路的输入端（Ic9的⑤脚）平时为高电平，处于稳态，输出端(IC9的⑩脚)为高电平。这一高电平送入IC10B的输入端（IC10的⑤脚），使由IC10B和IC10D组成的受控振荡器停振。当时间到达15分、20分、25分、30分时钟时，IC9A的输出端③脚，即单稳电路的输入端变为低电平，电路被触发，进入暂稳态，输出端⑩脚变为低电平，使IC10B和IC10D组成的振荡器立即起振，产生音频振荡信号。暂稳态结束后，单稳电路又恢复输出高电平，音频振荡器停止振荡。本电路中，暂稳态时间设定为2秒，所以每次触发，扬声器只发出2秒钟的提示声响。
为使扬声器发出断续的“嘀嘀”声，音频振荡电路中引入了8Hz或4Hz的调制信号；其过程为：当Y3、Y4、Y5备输出端出现高电平时，分别经过二极管VD13、VD15、VD10接至IC3的13脚。这样，在15分、20分、25分时间到时，⑩脚均为高电平，IC3内的模拟开关K，接通，IC，①脚输出的8Hz振荡信号经过K1送至IC10的13脚，对音频振荡信号进行调制，使之输出断续的音频信号。音频信号经VT1、VT2放大，推动扬声器发出急促的“嘀嘀”声，表明比赛已经进行了15分、20分、25分钟。
在前29分钟，晶闸管SCR因无触发信号而处于关断状态，所以Rs下端为高电平。这一高电平一路加在IC9D的输入端，经反相后输出(IC9的11⑩脚)为低电平，lC3内的模拟开关K4断开，切断由IC2的Q1端来的秒信号的输入；另一路加在IC3的12脚，模拟开关K3接通，由IC3③脚来的分信号送至IC4的⑨脚CP端，经IC4计数，IC5、IC6译码，VT3—VT16驱动，R32—R45限流，由数码显示屏显示出比赛时间的分钟数。
当比赛进行到25分钟时，IC8的Y5输出高电平，再过4分钟，即29分时，IC7的Y4输出高电平，这时IC8的Y5仍然为高电平，二者经VD16、VD17、R17构成的与门电路相与后，R17下端变为高电平，这一高电平经过R6触发’
SCR导通，R5下端变为低电平，模拟开关K3断开，切断分信号的输入；与此同时，这一低电平经IC9D反相后变为高电平，一路经C5、R7微分后再经VD7送人IC4的两个Cr端，使计数器清零；一路使模拟开关K4接通，由IC2⑨脚来的秒信号经过K4送至IC4的⑨脚CP端，于是IC4由零开始进行秒计时，数码显示器显示出最后1分钟的秒数。当计数至60时，比赛正好进行了30分钟，IC8的Y6端输出高电平，经VD6加在IC4的两个Cr端，使计数器清零，并禁止脉冲的继续输入，显示屏显示为“00”，比赛时间结束。
当30分钟时闻到时，IC8的Y6端输出的高电平还加在IC3的⑤脚，使模拟开关K2接通，由lC，②脚输出的4Hz振荡信号经过K2送至IC10的13脚（这时K1已断开，8H2信号通路已切断），对音频振荡信号进行调制，使扬声器发出舒缓的“嘀嘀”声，表明比赛时间到，提示主裁判不再喊号。
电路中的C1、R1，C4、R4、C6、R8、C14、R15，C15;、R16分别构成各对应lC的开机清零电路。S2为显示屏的消隐控制开关。S2掷向“2”位时，IC5、IC6的BI端接高电平，数码显示消隐，以节约电能，但计数和音响电路仍在工作。S3为比赛暂停开关，平时处于接通状态，断开时计数脉冲不能进入IC2，各部分保持原态，接通时计时继续进行。VD19为工作指示发光二极管。S1为电源开关。
制作与调试
根据原理图自行设计电路板。R32~R45的功率应不小于0.5w，其他元器件无特殊要求。调试时，适当选择R32～R45的阻值，使流过每只发光二极管的电流在10—15mA。调整R9的阻值，使单稳电路的暂稳态时间为2s，这样，在比赛结束时，扬声器发出8次“嘀”声。如欲改变声音的音调，可适当调整R12。
在厚约3mm的黑色塑料板上设计好七段数码显示屏中各笔段发光二极管的位置，用直径5mm的钻头钻孔，涂少量胶固定发光二极管。因为计数器是在强光照条件下使用，所以要像交通信号灯那样在显示屏前面加黑色遮光罩，以避免日光直射。电源可用4节1号干电池，也可使用6伏蓄电池。
本文关键字：计时器 时钟-定时电路，电子制作 - 时钟-定时电路
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