数电课程设计--篮球计分器设计.docx
数字电子技术课程设计题目：篮球比赛记分器设计学院：信息科学与技术学院专业：电子信息工程班级：2010级（2）班姓名： 2010508121张驰 20105081252012年7月6日篮球比赛记分器设计一、设计内容与要求：设计一个篮球比赛记分显示器基本要求：（1）电路具有加1分、加2分、加3分功能。（2）电路具有减分功能。（3）显示总分功能，用三位LED显示器，最高可现实999。（4）每次篮球比赛后显示器可清零。二、设计方案对应篮球比赛规则的系统的要求，篮球记分有1分、2分、3分 的情况，通过对电路输入一个脉冲、两个脉冲、三个脉冲，使计数器 对分数进行统计，这需要三个脉冲分路。电路要具有计分、减分及显示的功能。当球队比赛得分时，用加 法计分器通过控制分路加相应的分数。如果裁判误判了，可用减法计 数器减掉误判的分数。用三片计数器和三个半导体数码LED进行对分 数的统计和显示。电路框图显 示二分脉冲分数清零三分脉冲一分脉冲加减置换三、电路的设计1、记分部分设计要求记分部分包括加减两部分，故考虑双时钟输入的十进制 计数器74LS192。74LS192是同步十进制可逆计数器，为双时钟输入， 具有同步清零和同步置数等功能，具体功能表如下：1C.-k B e B输入输出清 零置数加计数减计数数据QAQBQDCLRT.OAD 'IIPDOWN/,BcD1XXXXXXX000000XXdOdld2己3dOdld30111XXXX递增计数L1tXXXX递减计数11.1XXXX保持故计分部分电路设计如下:：.74LS192D ".一1 . 74LS192D " . ： " . . . " 74LS1S2& ."".X112、显示部分数码管按照其发光二极管的连接方式不同，可分为共阳极和共阴 极两种。共阴极是指数码管中所有发光二极管的阴极连在一起接低电 平，而阳极分别由a、b、c、d、e、f输入信号驱动，当某个输入为 高电平时，相应的发光二极管点亮；共阳极数码管则相反，它的所有 发光二极管的阳极连在一起接高电平，而阴极分别由a、b、c、d、e、 f输入信号驱动，当某个输入为低电平时，相应的发光二极管点亮。由于计数器输出的是8421BCD码，数码管不能直接显示成数字， 为了让数码管显示人们看懂的数字，就需要把计数器输出的 8421BCD码转换成数码管显示的阿拉伯数字，这就需要译码器的翻 译。本设计采用DCD_HEX_BLUE七段发光二极管译码显示器。DCD_HEX_BLUE为共阴极LED数码管。显示器引脚从左到右依次 为：4,3,2,1。该显示包含了译码功能，所以无需专门的译码器。正确 的引脚接连方式如下图：U2-LOAD S ：= UP A ECD74LS192D 一3、脉冲部分设计要求有一分、二分、三分的加减，就需有提供相应的脉 冲的电路，这里可考虑用三个十进制计数器74LS160来分别设计 一分、二分、三分的电路°74LS160是十进制加法计数器，具有异 步清零、同步置数、保持状态不变等功能，具体功能表如下：E 1I wE卿咽T工作世恚XXx -XtT0XX而置数X1U01甄持X1X0保持但 C=0)t111计数VCCVCC74LS160D 4VC(1) 一分电路对一分键电路，当从0000变化到0011时，QA与QB通过与非 门接到ENP, RD则通过一个开关J3来控制，当到达0011的时候， 经过QA与QB的与非门出来的为零，使它保持0011的状态不变， QB输出的则是一个脉冲了。(2)二分电路VC5vccqujza-屈。洲If.74LS16QDMM用12一 7你对二分键电路，当从0000变化到0011时，QA与QB通过与非 门接到ENP, RD则通过一个开关J4来控制，当到达0011的时候， 经过QA与QB的与非门出来的为零，使它保持0011的状态不变，QA输出的则是两个脉冲了。(3)三分电路74LS160DU12740L<U33A 7403Nmu .jCEJI1 '15对三分键电路，当从0000变化到0101时，QA与QC通过与非门接到ENP , RD则通过一个开关J5来控制，当到达0101的时候，经过QA与QC的与非门出来的为零，使它保持0101的状态不变， QA输出的则是三个脉冲了。4、加减置换部分加减置换可选用一个单刀双掷开关来实现。对三种脉冲的选用可 用一个三输入或门来进行选择。OR3 :5、分数清零部分该部分可运用74LS192高电平清零的功能来实现。因只在需要时进行清零，故可安置一开关。这里可选择跳变开关，可省去清零后让其重新归位的操作，电路图如下:U6c .r1 1 1 CCCTV刁一主-一3 炬-E& -COxLQlD 耐经 OJl -E0-? aP>EMW MLSInT4LS19(ZD四、仿真调试与分析打开Multisim 10软件，将电路进行仿真调试。进行仿真时进行置零、加减一分、二分、三分的操作，以确定电路既能能正常运行，又能满足题目的设计要求。仿真电路如下:按下调试开关，LED显示999，再按0，将LED显示清零。按空 格Space，将开关置到加，按两下1加一分，按两下2加二分，按两 下3加三分。再按空格Space，将开关切换到减，按两下1减一分， 按两下2减二分，按两下3减三分。（按的两下不能连续按，中间应 稍作停顿。）五、结论与心得在这次课程设计中，对篮球记分电路的设计，使我对数字电子的 一般设计和功能有了较为宏观的了解，也提高了我们的逻辑思维能 力，使我在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步，加深了我在组 合逻辑电路与时序逻辑电路的认识，进一步增进了对一些常见逻辑器 件的了解。另外，我还对数字电子技术这一门学科有了进一步的认识。刚开始看到这项课程设计时，心中还是一片茫然，不知道从何下 手。因为当时学数电时没花太多的心思，很多知识都是略懂一二，最 多的只是为了应付考试，没有深入的去研究。虽然当时也有数电实验， 但那也是按已给的电路连好实物电路，根本没有自行设计过电路。开始电路设计只知道需要计数器，但究竟是哪一种或哪几种并不 清楚，于是就在网上查找，看了一些相关的设计才知道要用74LS192 双时钟十进制加法器和74LS160同步十进制计数器，但对它们的功 能不清楚，于是又查看与计数器相关的知识，才对以上那两个计数器 功能有所了解，从而才开始下面的设计。最终完成了该课程设计，满足了题目中的设计要求，但还有些不 尽人意的地方。在进行仿真时，对加减一二三分的操作时，需按两下 开关而且中间要有停顿来得到脉冲，以达到加减分的功能。总觉得每 次按两下有些麻烦，要是按一下就可完成加减分的功能就方便都了， 曾试图用自动弹起开关如J2,但按下停留的时间不够就又自动弹起， 无法形成脉冲，故放弃了这种改动的方法。后来考虑到可以在制作成品后操作时进行改进也能一样达到改 进的目的。电路J3、J4、J5均改为能自动弹起的开关后，在制成成 品使用时，可长按这三个开关，而后再松手，同样可以达到一二三分 的功能。这样就能对上面提到的不足进行有效的改进。完成了这项课程设计，更加地清楚自己该如何的学习，如何的去 掌握知识的应用，为以后的专业发展和工作奠定基础。六、附录（元件明细表）1、计数器74LS192 （3片）2、计数器74LS160 （3片）一U4-U1.g 摆eDB0c0H-一*A -皿-QBc 一 8D -QDZtJF -ECOZN2 - - .-LOAD - . .CLR - - -> C jK- - . -1 ；-LL单刀双掷开关（1个）K轻y = spa斑:U12A 7403N5、与非门（3个）4J13B 111ji*'1-非门（3 个）：74Q4N :：U9：或门（1 个）：0R3："：U10 ：异或门（2个）：0R3：VCC6、5V直流电源-7、5V1kHz交流电源
