籃球比賽記分牌數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計

1、課程設(shè)計說明書課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計 題 目： 籃球比賽記分牌 指導(dǎo)教師： 劉曉燕 日 期： 2014 年 4 月 2 日1籃球比賽電子記分牌一、設(shè)計任務(wù)與要求設(shè)計一個符合籃球比賽規(guī)則的記分系統(tǒng)。（1）有得1分、2分和3分的情況，電路要具有加、減分及顯示的功能。（2）有倒計時時鐘顯示，在“暫停時間到”和“比賽時間到”時，發(fā)出聲光示。（3）有比賽規(guī)則規(guī)定的其他計時、記分要求。二、方案設(shè)計與論證據(jù)籃球比賽情況，有得1、2、3分的情況，還有減分的情況，電路要具有加、減分顯示的功能。用兩片四位二進制加法計數(shù)器74ls161組成二、三進制計數(shù)器，控制加2、3分的計數(shù)脈沖，3片十進制可逆計數(shù)器7

2、4ls192組成的加、減分計數(shù)器用于總分累加，最多可計999。譯碼器顯示器用于顯示分數(shù)。1.記分電路電路要具有加分、減分及顯示的功能。當球隊比賽得分時，用加法記分器通過控制脈沖分路加相應(yīng)的分數(shù)。如果裁判不小心誤判了，可以用減法計分器減掉誤判的分數(shù)。用三個計數(shù)器和六個半導(dǎo)體數(shù)碼管led進行對主隊和客隊的分數(shù)統(tǒng)計和顯示，如圖1所示:加減置換數(shù)碼管顯示記分電路分數(shù)清零三分脈沖一分脈沖兩分脈沖圖1 記分電路122.倒計時鐘電路首先是全場的總倒計時電路，全場四十分鐘，分四節(jié)，每節(jié)十二分鐘，每打完一節(jié)倒計時暫停，并伴隨燈亮通知，進入休息時間，此段時間不予計算。其次為每隊持球進攻的時間為二十四秒，與總時間同

3、步，此段計時電路具有重置開關(guān)，可對比賽球隊進行持球時間判斷。再次為二十秒暫停時間，可用于比賽球隊叫停，進行戰(zhàn)術(shù)調(diào)整等，此時切換至暫停電路，總倒計時和持球時間暫停工作，當暫停時間完后，再次切換至總場時間電路。電路如圖2所示:24s持球時間 總比賽40分鐘時間電路20s暫停時間時間脈沖圖2 倒計時鐘電路三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算表1 74192功能表輸入輸出清零置數(shù)加計數(shù)減計數(shù)數(shù)據(jù)abcdclrloadupdownabcd1000000d0d1d2d3d0d1d2d3011遞增計數(shù)011遞減計數(shù)011保持表2 74160功能表clkclrloadenpent工作狀態(tài) 0置零10預(yù)置數(shù)1101保持1

4、10保持(但c=0)1111計數(shù)壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當接通電源后（1.515v直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.52.5khz的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。驅(qū)動方式：若無法提供頻率信號給蜂鳴器工作，可考慮用內(nèi)含驅(qū)動線路，給予直流電壓即可。另有直音，快斷音，慢斷音不同的聲響信號。尺寸大小 尺寸會影響頻率，小尺寸頻率會

5、較高。電壓大小以計算 (1/2方波)，電壓大小 以方波驅(qū)動，電壓愈高，音量愈高。pin pitch 壓電式蜂鳴器規(guī)格眾多，往往不易找到一模一樣的規(guī)格，可先挑pitch一樣，頻率接近的試用。圖3 總比賽時間電路圖從電路圖可知，此部分電路是由五片74ls192組成的時序邏輯電路，比賽開始對u23、u24與u28分別預(yù)置數(shù)為0001、0010和0001，使分鐘數(shù)碼顯示管為12，節(jié)次數(shù)碼顯示管為1。給一時鐘脈沖由74ls160的qd端接到u27的down端，u27的bo端輸出到秒十位的u25的down端，進行60秒倒計時，再將u25秒十位的bo輸出接到u24的down端，進行分鐘倒計時，分鐘u24的b

6、o輸出端接到十位u23的down端。將u23的bo端接到u28的up端，使得節(jié)次數(shù)碼顯示管增加，逐節(jié)遞增至五回歸到一即可以重新計算另一場球賽的倒計時，與此同時，每節(jié)結(jié)束后up端接收到的信號至蜂鳴器與發(fā)光led告知本節(jié)比賽時間結(jié)束，即每節(jié)比賽伴隨著節(jié)數(shù)蜂鳴器和燈光提醒。圖4 24秒進攻時間和20秒短暫停時間電路圖從圖4電路圖可知，持球時間部分電路是將u32預(yù)置數(shù)為0010為2，將u33預(yù)置為0100為4，將u32的qd輸出一個非門接在u33與u32的load上進行循環(huán)置數(shù)，而將s10接到u35的一段，u34的另一端接到電源比賽開始開關(guān)j3上，開始時電源開關(guān)j3(清零端)閉合為高電平，而j9斷開為

7、低電平，故u46輸出端為高電平接到u32和u33的清零端進行清零，j3斷開，u46接到j(luò)3端的引腳為低電平，當s10閉合u34輸出為高電平進行換隊清零，而這樣就形成了24秒的進攻時間倒計時，可進行24秒重置數(shù)。當24秒結(jié)束時，有24秒違例警報，即當u35輸出低電平時，蜂鳴器發(fā)生led燈亮發(fā)出報警。由上電路圖可知，短暫停電路主要由兩片74ls192構(gòu)成的時序電路，它和比賽時間總電路連接在s8雙擲開關(guān)上，當s8向上閉合時，比賽總時間電路運行，20秒短暫停電路不運行，當s8向下閉合時，20秒短暫停電路開始工作且比賽總時間電路暫停工作，當20秒跑完后蜂鳴器發(fā)出警報燈亮告知暫停時間到。圖5 記分電路路圖

8、5的記分電路圖主要由6片74ls192和6片74ls160組成，分別有一分記分電路、兩分記分電路和三分記分電路，還有一個最重要的是加減置換電路部分，當有加錯分或者誤判時，可以通過s2和s3雙擲開關(guān)實現(xiàn)加減分功能。一分電路對于u7，從0000變化到0011時，qa與qb通過與非門接到enp，e過一個開關(guān)j3來控制，當達到0011時候，經(jīng)過qa與qb的與非門出來的為零，使他保持0011的狀態(tài)不變，qb輸出的則是一個脈沖。兩分電路對于u8,當從0000變化到0011時，qa與qb通過與非門接到enp，rd通過一個開關(guān)j4來控制，當達到0011的時候，經(jīng)過qa與qb的與非門出來的為零，使他保持0011

9、的狀態(tài)不變，qa輸出的則是兩個脈沖。三分電路對于u9，當從0000變化到0101時，qa與qc通過與非門接到enp，rd通過一個開關(guān)來控制，當達到0101的時候，經(jīng)過qa與qc的與非門的為零，使他保持0101的狀態(tài)不變，qa輸出的則是三個脈沖。加減置換部分加減置換可選用一個單刀雙擲開關(guān)來實現(xiàn)。當需要加分的時候，兩個單擲雙刀開關(guān)往上打便可實現(xiàn)加分功能，開關(guān)打下便可實現(xiàn)減分功能。 圖6 記分原理當主隊得分時，先要把主隊得分開關(guān)h和加分開關(guān)閉合，然后再選擇一分，兩分或三分電路開關(guān)，這樣就可以實現(xiàn)記分功能，同樣客隊得分也一樣。 圖7 得分開關(guān)置換圖四、總電路工作原理及元器件清單圖8 總原理圖2電路完整

10、工作過程描述（總體工作原理）當電路通電時，倒計時鐘電路和記分電路開始工作。倒計時鐘電路剛開始工作時，開關(guān)j3開關(guān)閉合一秒隨即斷開，起到清零全電路數(shù)碼顯示管作用，比賽總時間和持球時間開始倒計時，每賽完一節(jié)，單刀雙擲開關(guān)s8向下打，總場時間和持球時間將暫停，若球隊持球時間少于24秒，可控制開關(guān)s10進行重置。多于24秒時，燈亮，交換持球。當節(jié)次顯示為五時，即比賽完畢時，總場時間部分立即自動重置原始狀態(tài)。當有球隊叫停時，單刀雙擲開關(guān)s8向下打，總場時間和持球時間倒計時將暫停，進入20秒暫停時間倒計時，當?shù)褂嫊r完畢，蜂鳴器響，燈亮，比賽繼續(xù)。記分電路部分剛開始工作時，led電路顯示為999，這也是電路

11、統(tǒng)計的最大值?？刂崎_關(guān)j3將分數(shù)置零。將開關(guān)s4、s5、s6打上，進行加分狀態(tài)，控制一分、二分、三分鍵，累計球賽分數(shù)。當比賽分數(shù)誤判時，將開關(guān)s16、s17打下，控制一分、二分、三分鍵，進行相應(yīng)誤判分數(shù)的間。表3 元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注u1、u2、u3、u23、u24、u25、u26、u27、u28、u29、u32、u33、u38、u39、u43、u45、u4774ls192du7、u8、u9、u49、u50、u5174ls160ds2、s3、s8、s13、s14、s15、s16、s17、s18、s19、s20switch,sptdled2、 led3、 led4 、led1 l

12、edu57 、ls3 、ls4sonaler五、仿真調(diào)試與分析加分功能：記分時，我們只需按下相應(yīng)的按鍵，即可實現(xiàn)分功能。圖9 加一分（按一次一分開關(guān)）圖10 在一分的基礎(chǔ)加兩分（按一次兩分開關(guān)）圖11 在3分的基礎(chǔ)上加3分（按一次三分開關(guān)）當比賽開始時，總比賽時間和24秒進攻時間開始倒計時，20秒不工作；當開關(guān)j8打向下時，20秒暫停時間電路開始倒計時，比賽總時間和24秒停止倒計時。圖12 比賽時間電路圖六、結(jié)論與心得心得：通過一個星期完成了課程設(shè)計，對所學(xué)的知識有了比較全面的了解和應(yīng)用，真正嘗試到了理論聯(lián)系實際的趣味，明白了“說是說、做是做，說和做是兩碼事兒”的古語。此次設(shè)計鞏固了理論基礎(chǔ)知

13、識，加強了protel99se、multisim12.0等軟件的使用，學(xué)會了在實驗中應(yīng)注意什么，怎么樣保護元件，怎樣采能最準最快的查出錯誤，。通過連接和調(diào)試電路使理論更接近于實際，同時也發(fā)現(xiàn)了自己知識的不足，特別是動手能力的缺乏，對以后的學(xué)習和實踐有了比較強的指導(dǎo)意義。而且這次課程設(shè)計，由于理論知識的不足，再加上平時沒有什么設(shè)計經(jīng)驗，一開始的時候有些手忙腳亂，不知從何入手。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造