用89C2051自制高精度三路倒计时器
用８９Ｃ２０５１自制高精度三路倒计时器
2002年,第35期,类别:智能电子
用７４系列、４０系列小规模数字芯片设计的倒计时器非常多，但显示不直观（无ＬＥＤ数码管），调整参数不灵活，计时精度低（采用ＲＣ振荡）。用单片机自制倒计时器，不但电路简单，而且功能可根据需要自行设计。本文介绍一种用８９Ｃ２０５１自制的高精度三路倒计时器。
一、功能介绍
１．独立的三路倒计时。每一路均可独立设置启动、关闭。
２．倒计时范围０～２０小时，可任意设定，且关机后数据不丢失。计时精度高：误差＜０．１ｓ
３．独立的三路输出。第１路蜂鸣器输出：１５ｓ；第２路ＰＮＰ晶体管输出：５ｓ；第３路ＰＮＰ晶体管输出：直至关机。
二、工作原理
电路原理图见图１。整机由８９Ｃ２０５１、三只ＬＥＤ数码管、Ｋ１～Ｋ４、Ｒ、Ｔ等元器件组成。８９Ｃ２０５１内部Ｔ１定时器完成１００ｍｓ定时中断功能。为了减少硬件，从８９Ｃ２０５１的Ｐ１口直接输出ＬＥＤ数码管的段码，ＢＣＤ转换由软件完成。位码从Ｐ３．０、Ｐ３．１、Ｐ３．７输出。键盘扫描与ＬＥＤ位码共用Ｉ／Ｏ口。由于８９Ｃ２０５１的灌入电流为２０ｍＡ，故可直接驱动蜂鸣器和ＰＮＰ晶体管。ＬＥＤ数码管采用共阴高亮型，数码管ＬＥＤ１要旋转１８０℃。这是因为三位数码管要显示“１９：９９”，故用数码管ＬＥＤ１的小数点表示“１”。ＬＥＤ的管脚图见图２。ＰＣＢ印制板图见图３。
三、软件编制
软件流程见图４。在Ｔ１中断程序中编制一个软时钟，在定时处理程序中不断查询时间，并根据每路的启动状态，判断是否要减数。每路倒计时到“０”后，均要判断其他两路是否已启动。如果没有启动，则ＣＰＵ进入掉电模式，工作电流＜１．５μＡ，因此在电路中未设计电源开关，系统再次启动工作由复位键Ｋ４完成。每路倒计数的初值、启动状态（是否开始倒计数），均可单独设定并存在８９Ｃ２０１５的ＲＡＭ中，只要不断电，数据就不会改变。
四、操作说明
１．开关功能
电路中设有Ｋ１～Ｋ４四个开关。各开关功能如下：
Ｋ１：定时路数切换。上电后ＬＥＤ显示第１路定时时间。按下Ｋ１，ＬＥＤ显示第１路定时启动状态：【Ｆ】表示关，【ｎ】表示开。连续按Ｋ
１，依此进入第２路、３路设置，最后进入关机状态，ＬＥＤ显示【ＯＦＦ】。此时按下Ｋ３则关机。
Ｋ２：小时位加１。超过９小时，ＬＥＤ１的小数位亮。表示十位数为“１”，因此该位ＬＥＤ数码管可显示的最大定时时间为１９小时。ＬＥＤ１安装时要倒过来，而且最好选用绿色的。
Ｋ３：分钟数加１。启动状态切换【Ｆ／ｎ／Ｆ】、关机确认。
（１）当ＬＥＤ数码管显示定时时间时，按一下Ｋ３，相应路数的分钟数加１。可调范围为０～５９分钟。
（２）当ＬＥＤ数码管显示【１．Ｆ】、【２．Ｆ】或【３．Ｆ】时，按一下Ｋ３，则显示器的【Ｆ】变为【ｎ】，再次按一下Ｋ３，则【ｎ】变为【Ｆ】。一旦进入【ｎ】，则相应路数的倒计时启动。
（３）当ＬＥＤ数码管显示【ＯＦＦ】时，表示ＣＰＵ已处于关机模式，此时按下Ｋ３，ＣＰＵ进入掉电模式。
Ｋ４：复位。按下Ｋ４，复位８９Ｃ２０５１，ＭＣＵ脱离掉电模式，系统重新启动。
上述本电路定时初值及启动状态均可由用户随时修改。
２．定时初值及启动状态的设定
三路定时初值及启动状态均可一次设置好，设定的方法如下：
（１）按住Ｋ１～Ｋ３中的任意一个键约５ｓ后，ＬＥＤ数码管的显示开始闪烁，表示已进入初值和启动状态设定模式。
（２）通过对Ｋ１～Ｋ３的操作（参见前面对开关功能的叙述），可以对三路的定时初值及启动状态进行设定。
五、注意事项
１．当ＭＣＵ用６ＭＨｚ晶振时，工作电压的范围为２．６～５．５Ｖ。
２．外接继电器，请注意其工作电压，并注意对晶体管的保护。
湖南李杰
编者：需要本文源程序及目标程序的读者请发函或Ｅ－ｍａｉｌ至电子报单片机公共实验室索取。如需程序软盘请汇款８元（工本费５元，邮费３元），并填好回邮信封。
篮球竞赛30s计时器
沈阳航空航天大学 课程设计 （说明书） 篮球竞赛30秒计时器设计 班级机电1303 学号2013040604110 学生姓名曾闯 指导教师孙琦
一、概述 随着信息时代的到来，电子技术在社会生活中发挥越来越重要的作用，运用模电和数电知识设计电子产品成为社会生活不可缺少的部分。就计时器来说，成为检验运动员成绩的一种重要工具。 电子课程设计是电子技术学习中一个重要的环节，可以真正的锻炼学生的能力。在许多领域中计时器得到了普遍应用，如体育比赛，定时报警器，游戏中的倒时器，交通信号灯，红绿灯，行人灯等，说明了计时器的重要性。篮球竞赛中规定了球员持球的时间不能超过30s，否则就为犯规，本课程设计的正是“篮球竞赛30s计时器”，可用于篮球比赛中，对球员持球时间做30s限制，一旦球员持球时间超过30s，它自动报警从而判断球员犯规。 本次课设要求完成一个用于篮球竞赛的30秒计时器。 设计要求 ①篮球竞赛30秒计时器的直流稳压电源要求自己设计。 ②在选择器件时，应考虑成本，要求采用LED灯显示。 ③根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。 ④画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。 二、方案设计 该电路包括脉冲发生器、计数器、译码显示电路、控制电路、报警电路、直流稳压电源6个部分组成。计数器和控制电路是主要部分。计数器完成30s计时功能，控制电路完成启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯等功能。总体设计框图如下： 在篮球比赛过程中经常需要计时操作，设计一个用于篮球竞赛的30秒计时器。其原理如图1所示。 图1 篮球竞赛30秒计时器原理框图 能完成的功能：①显示30s倒计时功能；②系统外部设置操作开关，控制计时器直接清零、启动和连续/暂停功能；③在清零时数码管显示“00”；④计时
带隙基准电压源的设计
哈尔滨理工大学 软件学院 课程设计报告 指导老师董长春 2013年6月28日
.课程设计题目描述和要求二.课程设计报告内容2.1课程设计的计算过程 2.2带隙电压基准的基本原理 2.3指标的仿真验证结果 2.4网表文件三.心得体会四．参考书目
课程设计题目描述和要求 1.1电路原理 图: CD MQ MS MlO Ml I MI2^ ——I 匚13 M 匚11 jir Ml Tl ---- M4 ------ 1 M2 TC
1.2 设计指标 放大器：开环增益：大于 70dB 相位裕量：大于 60 度 失调电压： 小于 1mV 带隙基准电路：温度系数小于 10ppm/ C 1.3 要求 1＞手工计算出每个晶体管的宽长比。 通过仿真验证设计是否正确， 是否满足 指标的要求，保证每个晶体管的正常工作状态。 2＞使用Hspice 工具得到电路相关参数仿真结果，包括：幅频和相频特性(低 频增益，相位裕度，失调电压)等。 3＞每个学生应该独立完成电路设计， 设计指标比较开放， 如果出现雷同按不 及格处理。 4＞完成课程设计报告的同时需要提交仿真文件，包括所有仿真电路的网表， 仿真结果。 二. 课程设计报告内容 由于原电路中增加了两个BJT 管，所以Vref 需要再加上一个Vbe ，导致最 后结果为M (In n) 8.6，最后Vref 大概为1.2V ，且电路具有较大的电流, 可以驱动较大的负载。 2.1 课程设计的计算过程 1＞ M8， M9 ， M10， M11， M12 ， M13 宽长比的计算 (W/L)8=(W/L)9=20uA 为了满足调零电阻的匹配要求，必须有 Vgs13=Vgs6 -＞因此还必须满足 (W/L)13=(Im8/I6)*(W/L)6 即(W/L)13/(W/L)6=(W/L)9/(W/L)7 取(W/L)13=27 取(W/L)10=(W/L)11=(W/L)13=27 因为偏置电路存在整反馈，环路增益经计算可得为 1/(gm13*Rb)，若使环路 5＞相关问题参考教材第六章，仿真问题请查看 HSPICE 手册。 设 Im8=Im9=20uA
一种用于高速高精度ADC的电压基准源设计
0引言 随着集成电路规模不断扩大，尤其是芯片系统集成技术的提出，对模拟集成电路基本模块(如A／D、D／A转换器、滤波器以及锁相环等电路)提出了更高的精度和速度要求，这也就意味着系统对其中的基准源模块提出了更高的要求。 用于高速高精度A DC的片内电压基准源不仅要满足A DC精度和采样速率的要求，并应具有较低的温度系数和较高的电源抑制比，此外，随着低功耗和便携的要求，A DC也在朝着低压方向发展，相应的基准源也要满足低电源电压的要求。 本文分析了基准源对流水线A DC精度的影响，并建立了相应的模型，确定了高速高精度A DC对电压基准源的性能要求。 给出了基于1.8 V的低电源电压，并采用结构简单的VBE非线性二阶补偿带隙基准源的核心电路，该补偿方式可以实现较低的温度系数，能满足高速高精度A DC的要求。箝位运放采用一种低噪声两级运算放大器，该运放可提供小于0.02 mV 的失调电压，因而保证了基准源的补偿精度。为了提高基准源的电源抑制比，本文除采用常用的共源共栅电流镜技术以外，还设计了一种简单有效的电源抑制比提高电路，从而使得基准源的电源抑制比有了较大提高。 1 电压基准源影响的建模分析 在Pipelined A DC系统中，基准源的主要作用是为子A DC提供比较电平，同时为MD A C提供残差电压。差分基准电压源发生偏移会导致子A DC比较电平和MDA C残差电压发生变化。而通过引入冗余位矫正技术可大大减小差分基准电压源所引起的比较电平变化对系统指标造成的影响，但是，MDA C残差电压变化的影响却无法消除，系统的转移特性曲线仍将会发生变化，从而造成系统指标下降。其中基准电压源的偏移主要来源于温度和电源电压的影响。 下面分析基准电压源温度漂移特性对DNL的影响。一般情况下，实际相邻输出与理想相邻输出之间的偏差可以表示为： 对于首级精度为3.5位的12位A DC，在-40℃～85℃的温度范围内，对温度要求最严格的比较器一般要求基准电压源的最大温漂不超过(7／8)V diff。 根据下列两式： 可以得到DNL对基准电压源温度系数的要求，即温度系数T C≤6.84 ppm／℃。式中，V T0为室温25℃时的基准电压值。
数电课设篮球30秒倒计时器
目录 一论证 (2) 1.1 设计原理 1.2 设计方案 1.3 各分电路功能分析 1.3.1 计数器电路 1.3.2 脉冲发生电路 1.3.3 译码显示电路 1.3.4 控制电路 1.4 仿真原理图 电子技术课程设计任务书 题目：具有数字显示的篮球竞赛30S计时器 1．任务要求 设计一个篮球竞赛30S进攻时间限制计时器。 2．性能指标要求： （1）工作时间可在1—30S内任意设定。 （2）30S计时器是递减计时器，间隔为1S。能用LED数码管显示剩余工作时间，还能显示到1/10秒。即当计时开始时显示出所设定的总时间，每当计时10个1/10S，显示器的数字立即减1。 (3）减1计时到7S时，发出三声低音预告信号。
(4) 减1计时到零时(工作时间到)，发出三声高声，并自动停止计时。 (5) 具有暂停/继续工作、清零复位和启动计时功能。 3．设计与测试 按任务要求，设计电路，计算参数，选择元器件。根据所设计电路原理图，选择所需元器件连接电路，并按照调试步骤进行调试。 4. 成果要求 (1)课程设计说明书一本。 要求：内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据。 (2)所用元器件清单 (3)电路实体和仿真。 要求：电路必须有仿真结果（可利用Multisim进行电路仿真分析），该电路实体必须是自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。 参考器件：两片74LS192、74LS00，叁片74LS48，一片555、74LS04、CC40161，共阴LED显示器3块，电阻、蜂鸣器、发光二极管等 5．答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。 前言 电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。 在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做时间提醒设备等等，由此可见计时器在现代社会是何其重要的。 篮球作为一项全民健身项目，已有一定的历史。在中国，篮球很盛行，篮球比赛也日趋职业化。篮球比赛中有一项违例时间要用倒计时器，目前多数采用的是24秒制，但随着篮球制度的改革将会采用30秒制。有需要就会有市场，因此
带隙基准电压源设计解析
0 引言 基准电压是集成电路设计中的一个重要部分，特别是在高精度电压比较器、数据采集系统以及A／D和 D／A转换器等中，基准电压随温度和电源电压波动而产生的变化将直接影响到整个系统的性能。因此，在高精度的应用场合，拥有一个具有低温度系数、高电源电压抑制的基准电压是整个系统设计的前提。传统带隙基准由于仅对晶体管基一射极电压进行一阶的温度补偿，忽略了曲率系数的影响，产生的基准电压和温度仍然有较大的相干性，所以输出电压温度特性一般在20 ppm／℃以上，无法满足高精度的需要。 基于以上的要求，在此设计一种适合高精度应用场合的基准电压源。在传统带隙基准的基础上利用工作在亚阈值区MOS管电流的指数特性，提出一种新型二阶曲率补偿方法。同时，为了尽可能减少电源电压波动对基准电压的影响，在设计中除了对带隙电路的镜相电流源采用cascode结构外还增加了高增益反馈回路。在此，对电路原理进行了详细的阐述，并针对版图设计中应该的注意问题进行了说明，最后给出了后仿真结果。 l 电路设计 1．1 传统带隙基准分析 通常带隙基准电压是通过PTAT电压和CTAT电压相加来获得的。由于双极型晶体管的基一射极电压Vbe呈负温度系数，而偏置在相同电流下不同面积的双极型晶体管的基一射极电压之差呈正温度系数，在两者温度系数相同的情况下将二者相加就得到一个与温度无关的基准电压。 传统带隙电路结构如图1所示，其中Q2的发射极面积为Q1和Q3的m倍，流过Q1～Q3的电流相等，运算放大器工作在反馈状态，以A，B两点为输入，驱动Q1和Q2的电流源，使A，B两点稳定在近似相等的电压上。
假设流过Q1的电流为J，有： 由于式(5)中的第一项具有负温度系数，第二项具有正温度系数，通过调整m值使两项具有大小相同而方向相反的温度系数，从而得到一个与温度无关的电压。理想情况下，输出电压与电源无关。 然而，标准工艺下晶体管基一射极电压Vbe随温度的变化并非是纯线性的，而且由于器件的非理想性，输出电压也会受到电源电压波动的影响。其中，曲线随温度的变化主要取决于Vbe自身特性、集电极电流和电路中运放的失调电压，Vbe
三分钟倒计时电路
第一章系统概述 1.1 系统研究内容和要求 1.1.1 项目研究的内容 本项目的名称为打电话通话三分钟倒计时电路，所要设计项目的内容如下： （1）60秒倒计时数码显示器 （2）三个倒计时指示灯 从而满足三分钟倒计时电路，同时提醒剩余的时间。 1.1.2 项目研究的要求 （1）数码管显示的是两位60进制数。 （2）从计数时开始三个倒计时指示灯按60秒后依次熄灭。 1.2 系统的实用价值以及意义 本系统可作为电话（特别是座机）的一个附属产品，通过本系统用户可以清楚的观察到用户所拨打电话的时间；另外，由于电话是按整分钟来收取花费的，所以通过此系统用户可以尽可能的节约自己的花费，尤其是在拨打长途的时候，可见，此系统还是有一定的应用范围与价值的。 1.3 系统的理论依据和实验设备条件 本系统研究的理论依据是通过一学期《数字逻辑与数字系统》的学习，利用学到的组合逻辑电路与时序逻辑电路的基本知识来实现。实验所用到的设备是EWB仿真软件，其中用到的芯片主要是74LS192以及74138。 1.4 系统所要解决的主要问题 在本系统设计的过程中所要解决的主要问题是两片74LS192的级联，从而实现数码管显示两位六十进制；以及怎样通过74138的设计来实现三个倒计时指示灯按60秒后依次熄灭的问题。
第二章系统详细设计 2.1 系统框图 此系统的基本实现框图如下所示： 图2.1 2.2 系统的单元电路以及说明 2.2.1 信号源 信号源由EWB仿真软件来提供，具体产生的脉冲信号为1HZ的矩形方波，其中脉冲的占空比为50%。 2.2.2 计数器以及数码管显示 所用到的电路如图2.2所示，图中所示的为两片74LS192级联实现60进制的数倒数，两个七段码数码管用来实时显示输出的数，所实现的数的范围是0～59。 图2.2中靠上的一个74LS192芯片实现的是60进制的数的低位数，其范围为0～9,实现的方法以及原理是：74LS192芯片为十进制可逆计数器，即通过控制脉冲输入端DOWN、UP可以分别实现计数器的减计数和加计数，而在本系统中所用到的是减计数，故将UP置为高电平1，而将DOWN端接输入的脉冲。因此，在起始状态时将该芯片的输入端置为1001（与芯片对应为输入端的D、C、B、A），由于其计数顺序为9-8-7-6-5-4-3-2-1-0-9，而在本系统中所用到的计数正好与其功能一致，所以在此芯
课程设计报告-篮球30秒倒数计时器
课程设计报告-篮球30秒倒数计时器
信电学院 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秒倒数计时器 专业班级：自动化3班 学生姓名：程江峰 学号：100410317 指导教师：马志钢 设计周数：两周 课设成绩： 2012年7月5日
目录 一、课程设计摘要-------------------------------------------- 二、课程设计正文 1、课程设计任务与要求 2、方案设计（系统控制电路框图及说明） 3、元器件详细介绍 4、系统原理图、印制板图及其说明 5、安装、调试及性能测试与分析 6、课程设计总结及心得 三、课程设计总结 四、附录（PCB图）
五、参考文献 一、课程设计摘要 通过电子技术课程设计的综合训练，培养独立思考、分析问题、解决问题的能力，培养工程实践能力、创新能力和综合设计能力。根据所学模拟电子技术、数字系统与逻辑设计的理论，对模拟电子线路、数字电子线路以及模拟与数字综合电子线路进行设计、安装与调试。 定时电路是数字系统中的基本单元电路，它主要由计数器和振荡器组成。定时电路主要利用分立元件，中规模集成器件555定时器。用555定时器实现的定时电路主要应用单稳态触发器原理，实现定时器的功能。在实际工作中，定时器的应用场合很多，例如，篮球比赛规则中，队员持球时间不能超过30秒，就是定时电路的一种具体应用。 篮球竞赛30秒定时器电路主要利用555定时器产生时钟脉冲，触发计数器进行从30至00倒计数，并将计数结果通过译码电路和数码管显示，当计数器减至00时，报警电路进行报警。 二、课程设计正文 1、课程设计任务与要求30秒计时功能，两位数字显示，计时间隔为1秒。完成硬件制作实现30秒减计数，每次减计时结束后，蜂鸣器报警提示，数码管显示00；电路需设置外部开关，可使定时器直接复位，并具有启动计时、暂停/连续计时功
课程设计30秒倒计时1
目录 前言 (1) 一论证 (2) 1.1 设计原理 1.2 设计方案 1.3 各分电路功能分析 1.3.1 计数器电路 1.3.2 脉冲发生电路 1.3.3 译码显示电路 1.3.4 控制电路 1.4 仿真原理图 二课程设计总结...... 三参考文献...... 附录
电子技术课程设计任务书 题目：具有数字显示的篮球竞赛30S计时器 1．任务要求 设计一个篮球竞赛30S进攻时间限制计时器。 2．性能指标要求： （1）工作时间可在1—30S内任意设定。 （2）30S计时器是递减计时器，间隔为1S。能用LED数码管显示剩余工作时间，还能显示到1/10秒。即当计时开始时显示出所设定的总时间，每当计时10个1/10S，显示器的数字立即减1。 (3）减1计时到7S时，发出三声低音预告信号。 (4) 减1计时到零时(工作时间到)，发出三声高声，并自动停止计时。 (5) 具有暂停/继续工作、清零复位和启动计时功能。 3．设计与测试 按任务要求，设计电路，计算参数，选择元器件。根据所设计电路原理图，选择所需元器件连接电路，并按照调试步骤进行调试。 4. 成果要求 (1)课程设计说明书一本。 要求：内容完整，图表完备，字迹工整，条理清晰，分析有据。 (2)所用元器件清单 (3)电路实体和仿真。 要求：电路必须有仿真结果（可利用Multisim进行电路仿真分析），该电路实体必须是自己安装调试通过并达到性能指标要求的电路实体。 参考器件：两片74LS192、一片74LS00，两片74LS48，一片555、一片74LS04、CC40161，共阴LED显示器2块，电阻、蜂鸣器、发光二极管等
带隙基准源电路与版图设计
带隙基准源电路与版图设计
论文题目：带隙基准源电路与版图设计 摘要 基准电压源具有相对较高的精度和稳定度，它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个系统的精度和性能。模拟电路使用基准源，或者是为了得到与电源无关的偏置，或者为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定，可见基准源是子电路不可或缺的一部分，因此性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一，而集成电路版图是为了实现集成电路设计的输出。本文的主要目的是用BiCMOS工艺设计出基准源电路的版图并对其进行验证。 本文首先介绍了基准电压源的背景发展趋势及研究意义，然后简单介绍了基准电压源电路的结构及工作原理。接着主要介绍了版图的设计，验证工具及对设计的版图进行验证。 本设计采用40V的0.5u BiCMOS工艺库设计并绘制版图。仿真结果表明，设计的基准电压源温度变化为-40℃~~85℃，输出电压为2.5V及1.25V。最后对用Diva 验证工具对版图进行了DRC和LVS验证，并通过验证，表明本次设计的版图符合要求。 关键字：BiCMOS，基准电压源，温度系数，版图
Subject: Research and Layout Design Of Bandgap Reference Specialty: Microelectronics Name: Zhong Ting (Signature)＿＿＿＿Instructor: Liu Shulin (Signature)＿＿＿＿ ABSTRACT The reference voltage source with relatively high precision and stability, temperature stability and noise immunity affect the accuracy and performance of the entire system. Analog circuit using the reference source, or in order to get the bias has nothing to do with power, or in order to be independent of temperature, bias, and its performance directly affects the performance and stability of the circuit shows that the reference source is an integral part of the sub-circuit, excellent reference source is the design of all electronic systems the most basic and critical requirements of one of the IC layout in order to achieve the output of integrated circuit design. The main purpose of this paper is the territory of the reference circuit and BiCMOS process to be verified. This paper first introduces the background of the trends and significance of the reference voltage source, and then briefly introduced the structure and working principle of the voltage reference circuit. Then introduces the layout design and verification tools to verify the design of the territory. This design uses a 40V 0.5u BiCMOS process database design and draw the layout.The simulation results show that the design of voltage reference temperature of -40 °C ~ ~ 85 °C, the output voltage of 2.5V and 1.25V. Finally, the Diva verification tool on the territory of the DRC and LVS verification, and validated, show that the territory of the design meet the requirements. I
带隙基准设计实例
带隙基准电路的设计 基准电压源是集成电路中一个重要的单元模块。目前,基准电压源被广泛应用在高精度比较器、A/ D 和D/ A 转换器、动态随机存取存储器等集成电路中。它产生的基准电压精度、温度稳定性和抗噪声干扰能力直接影响到芯片,甚至整个控制系统的性能。因此,设计一个高性能的基准电压源具有十分重要的意义。自1971 年Robert Widla 提出带隙基准电压源技术以后,由于带隙基准电压源电路具有相对其他类型基准电压源的低温度系数、低电源电压,以及可以与标准CMOS 工艺兼容的特点,所以在模拟集成电路中很快得到广泛研究和应用。 带隙基准是一种几乎不依赖于温度和电源的基准技术,本设计主要在传统电路的基础上设计一种零温度系数基准电路。 一 设计指标： 1、温度系数：ref F V TC V T ?=? 2、电压系数：ref F dd V VC V V ?= ? 二 带隙基准电路结构：
三 性能指标分析 如果将两个具有相反温度系数（TCs ）的量以适合的权重相加，那么结果就会显示出零温度系数。在零温度系数下，会产生一个对温度变化保持恒定的量V REF 。 V REF = a 1V BE + a 2V T ㏑(n) 其中, V REF 为基准电压, V BE 为双极型三极管的基极-发射极正偏电压, V T 为热电压。对于a 1和a 2的选择，因为室温下/ 1.5m /BE T V V K ??≈-,然而/0.087m /T V T V K ??≈+,所以我们可以选择令a 1=1,选择a 2lnn 使得2(ln )(0.087/) 1.5/n mV K mV K α=,也就是 2ln 17.2n α≈，表明零温度系数的基准为： 17.2 1.25REF BE T V V V V ≈+≈ 对于带隙基准电路的分析，主要是在Cadence 环境下进行瞬态分析、dc 扫描分析。 1、瞬态分析 电源电压Vdd=5v 时，Vref ≈，下图为瞬态分析图。 2.电压系数的计算： 下图为基准电压Vref 随电源电压Vdd 变化dc 分析扫描。 扫描电压范围为：3到6v ，基准电压Vref 为，保持基本不变。
篮球24秒倒计时器报告
电子课程设计报告 题目名称：篮球竞赛30秒倒计时器 姓名： 专业： 班级： 学号： 同组人： 指导老师: 南昌航空大学电子信息工程学院 二零零八年九月
电子信息工程学院 电子基础课程设计任务书 I、电子基础课程设计题目： 篮球竞赛30S计时器 II、电子基础课程设计技术要求及主要元器件： 基本要求：1)具有显示30S计时功能，启动和暂停/连续功能， 2)在直接清零时，要求数码显示器灭灯， 3)设置外部操作开关，控制计数器的直接清零， 4)计时器为30S递减计时，计时间隔为1S， 5)计时器递减计时到零时，数码显示器不能灭灯，同时发出光电报警信号。 主要元器件：NE555(1)，74ls161(1)，74LSl92(2) I II、电子基础课程设计工作内容及进度安排： 1.方案设计，绘制电路图并仿真（2天） 2.电路布线和焊接（3天） 3.电路的调试（2天） 4.课程设计总结和报告（7天）Ⅳ、主要参考资料： 1.杨志忠.数字电子技术（第二版）.北京：高等教育出版社，2000 2.胡宴如.高频电子线路（第三版）.北京：高等教育出版社，2005 3.王毓银.数字电路逻辑设计（第三版）.北京：高等教育出版社，1999 专业名称：电子信息工程班级学号： 06041304 学生姓名：李莉
摘要 随着世界篮球水平的提高，对计时的准确度及可靠性也越来越高，篮球30秒倒计时器也就孕育而生了。 设计一个篮球30秒倒计时器，主要解决的问题是实现倒计时功能。所以必须要有一个脉冲，为确保产生的脉冲稳定，该设计采用555时基电路构成的多谐振荡器产生周期为0.1秒的脉冲，再通过74LS161十分频来产生周期为1秒的脉冲。计数部分用74LS192芯片来实现，192芯片是8421码计时的，符合30秒读数的需要。译码部分采用74LS248芯片，74LS248是把8421BCD 码经过内部作和电路“翻译”成七段（a ，b ，c ，d ，e ，f ，g ）输出，然后直接推动LED ，显示十进制数。显示部分采用七段数码管，数码管的使用很广泛，价格也不会很贵。整个线路就是把以上几个主要的部分用导线连接焊接起来。 在许多领域中，计时器都得到了普遍应用，比如在体育比赛中的计时器、安全措施中的定时报警器、游戏中的倒计时、维持秩序的交通信号灯、红绿灯、交通信号控制机、闹钟等等......可见计时器在现代社会中是很重要的。在设计计时器时，采用了模块化的思想，使得设计简单、快捷。本设计完成了中途计时功能，实现了在许多特定场合进行时间追踪，在社会生活中会具有广泛的应用价值。 关键字： 控制 倒计时 译码显示 光电报警 指导教师： 万在红 设计时间： 2008.9.1——2008.9.15
DIY高准确度电压基准2
DIY高准确度电压基准 作者：BG2VO 网站：哈罗CQ 火腿社区 转载处：https://www.wendangku.net/doc/3c6838261.html,/forum/showthread.php?t=139719&page=1&pp=30
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数电课程设计 篮球竞赛30秒计时器
数字电子技术课程设计 学院： 班级： 姓名： 学号：
23509444.doc 摘要 本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，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，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3个组成，即计时模块、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。 关键字计时器光电报警模块化 第 2 页共25 页
目录 前言 (4) 第一章计数器概述 (5) 1.1 计时器的特点及应用 (5) 1.2 设计任务及要求 (6) 第二章电路设计原理及单元模块 (7) 2.1 设计原理 (7) 2.2 设计方案 (8) 2.3 单元模块 (10) 2.3.1 8421BCD码递减计数器模块 (10) 2.3.2 时钟模块 (13) 2.3.3 辅助时序控制模块 (14) 2.3.4 译码显示模块 (17) 第三章安装与调试 (20) 3.1 电路的安装 (20) 3.2 电路的调试 (20) 第四章实验体会 (21) 结论 (23) 参考文献 (24) 附录 (25) 第 3 页共25 页 3
数电课程设计-30秒倒计时器
. 定时电路的设计 ——数字逻辑课程设计 学院：计算机学院 专业班级：计科13
时间：2015年1月4日 目录 设计要求 (3) 正文 一、倒计时器组成及原理 (3) 1.1倒计时计数器组成 (3) 1.2工作原理 (3) 二、拟定设计方案 (4) 2.1用Multisim进行仿真设计 (4) 2.2设计实现数码管显示 (4) 2.3设计555定时振荡实现秒振荡发生功能 (4) 2.4设计实现减法计数功能 (5) 2.5设计实现二位数减法计数功能 (5) 2.6设计实现反馈电路实现30秒计数功能 (5) 2.7设计实现控制电路实现启动、清零/复位和暂停/继续计数控制电路 (5) 2.7.1清零/复位电路 (5) 2.7.2暂停/继续计数电路 (6) 2.7.3启动电路 (7) 2.8设计实现闪烁报警电路 (8) 三、功能说明总结 (9) 四、课程设计小结 (9) 参考文献 (10) 附录： 一、电路原理图 (11) 二、元器件明细表 (11)
设计要求： 设计30秒倒计时计数器。 30秒倒计时器的设计功能要求包括： 1.具有30S减计时功能，计时时间到后发出声光报警信号（点亮LED，喇叭鸣叫）； 2.计时时间精确（用石英振荡器产生秒信号）； 3.用数码管显示剩余时间； 4.具有复位、启动、暂停、继续等操作按钮； 正文： 一、倒计时器组成及原理 1.1倒计时计数器组成 倒计时计数器选用TTL集成电路，主要由秒定时振荡发生器、减法计数器、译码器、七段数码显示器、控制电路、闪烁报警电路等组成，在电路工作过程中，电路能够通过控制器实现开始计数、清零/复位、暂停/继续计数等功能，在倒计时结束保持00状态并不断闪烁提示报警，原理图如下： 图1 1.2工作原理 当电路工作时，由555定时器组成多谐振荡器，选取适当的电容使振荡周期为1s；用两片减法计数器芯片级联组成二位数计数器，用七段数码管显示计数；控制电路通过控制减
带隙基准源电路与版图设计.
论文题目：带隙基准源电路与版图设计 摘要 基准电压源具有相对较高的精度和稳定度，它的温度稳定性以及抗噪性能影响着整个系统的精度和性能。模拟电路使用基准源，或者是为了得到与电源无关的偏置，或者为了得到与温度无关的偏置，其性能好坏直接影响电路的性能稳定，可见基准源是子电路不可或缺的一部分，因此性能优良的基准源是一切电子系统设计最基本和最关键的要求之一，而集成电路版图是为了实现集成电路设计的输出。本文的主要目的是用BiCMOS工艺设计出基准源电路的版图并对其进行验证。 本文首先介绍了基准电压源的背景发展趋势及研究意义，然后简单介绍了基准电压源电路的结构及工作原理。接着主要介绍了版图的设计，验证工具及对设计的版图进行验证。 本设计采用40V的0.5u BiCMOS工艺库设计并绘制版图。仿真结果表明，设计的基准电压源温度变化为-40℃~~85℃，输出电压为2.5V及1.25V。最后对用Diva 验证工具对版图进行了DRC和LVS验证，并通过验证，表明本次设计的版图符合要求。 关键字：BiCMOS，基准电压源，温度系数，版图 I
Subject: Research and Layout Design Of Bandgap Reference Specialty: Microelectronics Name: Zhong Ting (Signature)＿＿＿＿Instructor: Liu Shulin (Signature)＿＿＿＿ ABSTRACT The reference voltage source with relatively high precision and stability, temperature stability and noise immunity affect the accuracy and performance of the entire system. Analog circuit using the reference source, or in order to get the bias has nothing to do with power, or in order to be independent of temperature, bias, and its performance directly affects the performance and stability of the circuit shows that the reference source is an integral part of the sub-circuit, excellent reference source is the design of all electronic systems the most basic and critical requirements of one of the IC layout in order to achieve the output of integrated circuit design. The main purpose of this paper is the territory of the reference circuit and BiCMOS process to be verified. This paper first introduces the background of the trends and significance of the reference voltage source, and then briefly introduced the structure and working principle of the voltage reference circuit. Then introduces the layout design and verification tools to verify the design of the territory. This design uses a 40V 0.5u BiCMOS process database design and draw the layout.The simulation results show that the design of voltage reference temperature of -40 ° C ~ ~ 85 ° C, the output voltage of 2.5V and 1.25V. Finally, the Diva verification tool on the territory of the DRC and LVS verification, and validated, show that the territory of the design meet the requirements. Keywords: BiCMOS，band gap , temperature coefficient, layout II
电压基准源选型
摘要：电压基准源简单、稳定的基准电压，作为电路设计的一个关键因素，电压基准源的选择需要考虑多方面的问题并作出折衷。本文讨论了不同类型的电压基准源以及它们的关键特性和设计中需要考虑的问题，如精确度、受温度的影响程度、电流驱动能力、功率消耗、稳定性、噪声和成本。 几乎在所有先进的电子产品中都可以找到电压基准源，它们可能是独立的、也可能集成在具有更多功能的器件中。例如： 在数据转换器中，基准源提供了一个绝对电压，与输入电压进行比较以确定适当的数字输出。在电压调节器中，基准源提供了一个已知的电压值，用它与输出作比较，得到一个用于调节输出电压的反馈。在电压检测器中，基准源被当作一个设置触发点的门限。 要求什么样的指标取决于具体应用，本文讨论不同类型的电压基准源、它们的关键指标和设计过程中要综合考虑的问题。为设计人员提供了选择最佳电压基准源的信息。 理想情况 理想的电压基准源应该具有完美的初始精度，并且在负载电流、温度和时间变化时电压保持稳定不变。实际应用中，设计人员必须在初始电压精度、电压温漂、迟滞以及供出/吸入电流的能力、静态电流(即功率消耗)、长期稳定性、噪声和成本等指标中进行权衡与折衷。 基准源的类型 两种常见的基准源是齐纳和带隙基准源。齐纳基准源通常采用两端并联拓扑；带隙基准源通常采用三端串连拓扑。 齐纳二极管和并联拓扑 齐纳二极管优化工作在反偏击穿区域，因为击穿电压相对比较稳定，可以通过一定的反向电流驱动产生稳定的基准源。 齐纳基准源的最大好处是可以得到很宽的电压范围，2V到200V。它们还具有很宽范围的功率，从几个毫瓦到几瓦。
齐纳二极管的主要缺点是精确度达不到高精度应用的要求，而且，很难胜任低功耗应用的要求。例如：BZX84C2V7LT1，它的击穿电压，即标称基准电压是2.5V，在2.3V至2.7V之间变化，即精确度为±8%，这只适合低精度应用。 齐纳基准源的另一个问题是它的输出阻抗。上例中器件的内部阻抗为5mA时100Ω和1mA时600Ω。非零阻抗将导致基准电压随负载电流的变化而发生变化。选择低输出阻抗的齐纳基准源将减小这一效应。 埋入型齐纳二极管是一种比常规齐纳二极管更稳定的特殊齐纳二极管，这是因为采用了植入硅表面以下的结构。 作为另一种选择，可以用有源电路仿真齐纳二极管。这种电路可以显著改善传统齐纳器件的缺点。MAX6330就是一个这样的电路。负载电流在10 0μA至50mA范围变化时，具有1.5% (最大)的初始精度。此类IC的典型应用如图1所示。 图1.
篮球竞赛30秒计时器-数电课程设计
篮球竞赛30秒计时器 序言 篮球比赛中除了有总时间倒计时外，为了加快比赛的节奏，新的规则还要求进攻方在２４秒内有一次投篮动作，否则视为违例。本人设计了一个篮球比赛计时器，可对比赛总时间和各方每次控球时间计时。该计时器采用按键操作、ＬＥＤ显示，非常实用。此计时器也可作为其他球类比赛的计时器。 一、设计要求： 1．30秒计时器具有显示30秒的计时功能。 2．系统设置外部操作开关，控制计时器的直接清零、启动和暂停／连续功能。3．计时器为30秒递减计时时，其计时间隔为1秒。 4．当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。 二、设计方案 分析设计任务，该系统包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、辅助时序控制电路(简称控制电路)和报警电路等5个部分构成。其中，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30s 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。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。系统设计框图如图下图所示。
成，如荧光数码管等。第三种是点阵式，它由一些按一定规律排列的可发光的点阵所组成，利用光点的不同组合便可显示不同的数码，如场致发光记分牌。
基于74LS192的30秒倒计时设计_____哈工大电工实验
姓名#### 班级######## 学号####### 实验日期2015.5.26 节次5—6 教师签字成绩 基于74LS192的30秒倒计时设计 1.实验目的 1）掌握555定时器的功能； 2）了解74LS192减法计数器的功能； 3）掌握RS触发器在消除开关抖动中的应用； 4）掌握调试电路的方法； 5）掌握电路设计的基本思想和流程。 2.总体设计方案 1）30进制计数器的设计 本实验采用74LS192芯片作为计数器，74LS192是同步的加减计数器，其具有清除和置数的功能。本实验选择两片74LS192作为分别作为30的十位和个位。本实验中将作为十位的计数器输入端置为0011而将个位的输入端置为0000。将两片74LS192的置数端连出来与开关B相连，开关B控制置数端与高电平还是低电平，从而实现当30倒计时到00时，通过手动操作开关B而可以重新开始倒计时，计数器的电路连接如下图所示： 图1：计数器电路设计 2）T=1s的时间脉冲的设计 本实验采用由555定时器组成的多谐振荡器来产生周期为1s的时间脉冲，从而为30秒倒计时提供了脉冲输入。这里取R1=51kΩ,R2=47 kΩ,C=10μF。 由于震荡周期T≈0.7（R1+2R2）C=0.7×（51kΩ+2×47 kΩ）×10μF=1.015s，显然这样的设计是符合实验要求的。
图2：555定时器组成的多谐振荡器 3）RS触发器控制电路设计 将RS触发器应用到开关电路中能很好的对30秒倒计时进行控制。当B开关打到右侧时，无论A开关打到哪侧，倒计时均未开始；当B开关打到左侧时，A开关打到右侧开始倒计时，A开关打到左侧暂停倒计时。 图3：RS开关控制电路 3.实验电路图 运用Multisim13绘制的实验电路图如下所示：