籃球記分牌(數(shù)電課程設計)

1、數(shù)字邏輯電路課程設計報告院（部）：信息工程學院專業(yè)：通信工程班級：通信二班姓名：陳俊達學 號： 20150303203成 績：指導老師：開課時間：2016-2017 學年_2_學期課程設計任務書一、設計題目籃球記分牌二、主要內(nèi)容1、分析設計題目的具體要求2、完成課題所要求的各個子功能的實現(xiàn)3、用 multisim 軟件完成題目的整體設計三、要求完成的主要功能1、自選器件，要求甲乙雙方各顯示為三位數(shù)（可顯示至百位）2、分別用三個按鈕，給記分牌加減 1、 2、 3分。3、用一個開關(guān)實現(xiàn)加減控制4、每次籃球比賽計分后用一個開關(guān)給系統(tǒng)清零， 使系統(tǒng)復位， 準備下一次 比賽實驗。四、進度安排 第一天：介

2、紹所用仿真軟件；布置任務，明確課程設計的完整功能和要求。 第二天：消化課題，掌握設計要求，明確設計系統(tǒng)的全部功能，圖書館查閱資 料。第三天：確定總體設計方案，畫出系統(tǒng)的原理框圖。 第四天：繪制單元電路并對單元電路進行仿真。 第五天：分析電路，對原設計電路不斷修改，獲得最佳設計方案。 第六天：完成整體設計并仿真驗證。第七天：對課程設計進行現(xiàn)場運行檢查并提問，給出實踐操作成績。 第八天：完成實踐報告的撰寫五、成績評定課程設計成績按優(yōu)、良、中、及格、不及格評定，最終考核成績由四部分組成：1、理論設計方案，演示所設計成果，總成績 20；2、設計報告，占總成績 30；3、回答教師所提出的問題，占總成績

3、30；4、考勤情況，占總成績 20；無故曠課一次， 平時成績減半； 無故曠課兩次平時成績?yōu)?0 分，無故曠課三 次總成績?yōu)?0 分。遲到 20 分鐘按曠課處理。籃球記分牌的設計專業(yè)班級：通信二班:學生姓名：陳俊達摘要：籃球比賽是根據(jù)參賽隊在規(guī)定的比賽時間里得分多少來決定勝負的，因此，籃球比賽的計時計分系統(tǒng)是一種得分類型的系統(tǒng)?；@球比賽的計時計分系 統(tǒng)由計時器、計分器等多種電子設備組成，同時，根據(jù)目前高水平籃球比賽要 求，完善的籃球比賽計時計分系統(tǒng)設備應能夠與現(xiàn)場成績處理、現(xiàn)場大屏幕、 電視轉(zhuǎn)播車等多種設備相連，以便實現(xiàn)高比賽現(xiàn)場感、表演娛樂觀眾等功能目 標。關(guān)鍵詞：籃球比賽計時計分系統(tǒng)成績處理

4、電子設備The desig n of the basketball scorecardAbstract : Basketball matches are determined according to the number of points the team will score in the stipulated time. Therefore, the scoring system of basketball matches is a scoring system. The game of basketballtiming scoring systemfrom a variety of

5、electronic equipment, timer scoring device etc., at the same time, according to the current high level basketball game, perfect basketball gametiming and scori ng system and equipme nt should be able to spot results process ing, the big screen TV, cars and so on many kinds of connected equipment, in

6、 order to achievehigh performa nee, the game en terta inment the fun ctio n of target audie nee.Key words : Basketball match, time scoring system, score processing,electronicequipme nt.目錄引言籃球比賽是根據(jù)參賽隊在規(guī)定的比賽時間里得分多少來決定勝負的，因此，籃球比賽的計時計分系統(tǒng)是一種得分類型的系統(tǒng)。籃球比賽的計時計分系統(tǒng)由計時 器、計分器等多種電子設備組成，同時，根據(jù)目前高水平籃球比賽要求，完善的 籃球比賽計

7、時計分系統(tǒng)設備應能夠與現(xiàn)場成績處理、現(xiàn)場大屏幕、電視轉(zhuǎn)播車等 多種設備相連，以便實現(xiàn)高比賽現(xiàn)場感、表演娛樂觀眾等功能目標。隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的逐漸提高， 各種有利于生活的電子產(chǎn)品開始逐 步進入人們的生活。數(shù)字記分牌的出現(xiàn)則代替了記分員人工翻動記分牌累計積分 的繁瑣勞動，使各種比賽進入了更智能、更高效、更精準的人機互動時代，在各 種比賽中具有重要意義。編碼器將輸入的每一個高、低電平信號編成一個對應的二進制代碼，而譯碼 器正好相反是將每個輸入的二進制代碼譯成對應的輸出高，低電平信號或另外一 個代碼。數(shù)據(jù)選擇器從一組輸入數(shù)據(jù)中， 通過給定不同的地址代碼，選出某一個 來。移位寄存器用于寄存一

8、組二進制代碼并能實現(xiàn)異步置零、狀態(tài)保持功能。七段顯示數(shù)碼管能將二進制代碼譯成數(shù)碼管所需要的驅(qū)動信號，從而使數(shù)碼管將十進制數(shù)字顯示出來。隨著科技突飛猛進的發(fā)展，用數(shù)字電路進行信號處理的優(yōu)勢也更加突出，尤 其在科學與技術(shù)方面。而編碼器譯、碼器數(shù)、據(jù)選擇器、移位寄存器等一些邏輯 器件起著關(guān)鍵作用，所以學會使用這些器件非常重要。在這里通過對器件功能的 學習和分析介紹，完成對電路的設計，對數(shù)字電子技術(shù)有了進一步的了解。 同時 也明白了生活中的一些電子產(chǎn)品的工作原第一章 multisim 簡介隨著計算機技術(shù)飛速發(fā)展， 可以通過計算機輔助分析和仿真技術(shù)來完成對電路 設計。計算機仿真在教學中的應用， 而不是大

9、包大攬的試驗電路， 大大減輕驗證 階段的工作量； 其強大的實時交互性、 信息的集成性和生動直觀性， 為電子專業(yè) 教學創(chuàng)設了良好的平臺， 極大地激發(fā)了學生的學習興趣， 能夠突出教學重點、 突 破教學難點； 并能保存仿真中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)， 為整機檢測提供參考數(shù)據(jù)， 還可 保存大量的單元電路、 元器件的模型參數(shù)。 采用仿真軟件能滿足整個設計及驗證 過程的自動化。Multisim 作為一個高度互動且易于使用的工具，具備專業(yè)軟件工具優(yōu)勢，它 可以幫助學生深刻理解電路理論與行為。鼠標點擊控制更易于使用。改進的微控制器(MCU仿真；會聚幫助：自動解決仿真錯誤，不需要理解復雜 的 SPICE 選項和設置。數(shù)據(jù)

10、的可視化與分析功能增強：用新的電流探針儀器顯示通過線路的瞬變電 流，強化的靜態(tài)探針用于參考測量， 可用作任何分析的數(shù)據(jù)輸出， 初始條件在原 理圖中的顯示，增強對仿真行為的理解。元件庫的質(zhì)量和容量提高： 1200多個新元器件和 500 多個新模塊，來自美國 模擬器件公司 (Analog Devices) ，德州儀器 (Texas Instruments) 和凌力爾特公 司(Lin ear Tech nologies)，新的電源仿真模塊，無源器件功能加強。改變參數(shù)， 如元件的公差、 電阻、電容、電感的組合時， 無需重新替換元器件， 新的雙極電壓和電流源，單一符號數(shù)字元器件第二章 總體設計思路、基本

11、原理和框圖2.1設計思路用三片四位二進制加法計數(shù)器 74LS161組成一、二、三進制計數(shù)器，控制加1、 2、3分的計數(shù)脈沖，3片十進制可逆計數(shù)器74LS192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)。2.2設計原理和功能根據(jù)籃球比賽規(guī)則的要求，籃球記分有 1分、2分、3分的情況，通過對電路 輸入一個脈沖、兩個脈沖、三個脈沖，使計數(shù)器對分數(shù)進行統(tǒng)計，還需要三個脈 沖分路。電路要具有計分、減分及顯示的功能。當球隊比賽得分時，用加法計分器通過 控制分路加相應的分數(shù)。如果裁判誤判了，可用減法計數(shù)器減掉誤判的分數(shù)。用 三片計數(shù)器和三個半導體數(shù)碼 LED進行對分數(shù)的統(tǒng)計

12、和顯示?；竟δ?1) 電路具有加1分、力卩2分、力卩3分功能。(2) 電路具有減分功能。(3) 顯示總分功能，用三位LED顯示器，最高可現(xiàn)實999(4) 每次籃球比賽后顯示器可清零。2.3總體設計框圖顯示分脈沖第三章單元電路設計3.1各芯片的用法和功能3.1.1 74LS19274LS192是同步十進制可逆計數(shù)器，為雙時鐘輸入，具有同步清零和同步置數(shù)等功能，具體功能表如下：圖 74LS192 功能表3.1.2 74LS16074LS160是十進制加法計數(shù)器，具有異步清零、同步置數(shù)、保持狀態(tài)不變等功能,具體功能表如下:圖 3.121 74LS160功能表UT匸ABCB j -1

13、UENPENT-LOADCLK74LS160N圖 74LS160 引腳圖3.1.3 74LS00與非門采用74LS00,常用的2輸入四與非門集成電路即實現(xiàn)一個與非門圖3.131 74LS00 引腳圖3.1.4 74LS32或門采用74LS32,電路中利用或門兩輸入端相連實現(xiàn)選擇脈沖邏輯功能圖 74LS32 引腳圖3.1.5 74LS86異或門采用74LS86,利用異或門兩輸入端相連實現(xiàn)選擇脈沖邏輯功能圖 74LS86 引腳圖3.1.6 數(shù)碼顯示管本設計采用DCD_HEX_GRE和NDCD_HEX_YELL兩個七段發(fā)光二極管譯碼顯示器n !

14、87; r n I1 1 ' 'U419IMdc圖數(shù)碼顯示管3.2單元模塊計分模塊設計要求記分部分包括加減兩部分，故考慮雙時鐘輸入的十進制 計數(shù)器74LS192 74LS192是同步十進制可逆計數(shù)器，為雙時鐘輸入, 具有同步清零和同步置數(shù)等功能。 74LS192功能表計分部分電路設計如下:>UP > WWW-D2M21= 心紀 - ®EJL - ”>UP74LS192N - 74LS192N 74LS192N 321,2計分部分322顯示模塊數(shù)碼管按照其發(fā)光二極管的連接方式不同，可分為共陽極和共陰極兩種。共 陰極是指數(shù)碼管

15、中所有發(fā)光二極管的陰極連在一起接低電平，而陽極分別由a、b、c、d、e、f輸入信號驅(qū)動，當某個輸入為高電平時，相應的發(fā)光二極管點亮； 共陽極數(shù)碼管則相反，它的所有發(fā)光二極管的陽極連在一起接高電平， 而陰極分 別由a、b、c、d、e、f輸入信號驅(qū)動，當某個輸入為低電平時，相應的發(fā)光二 極管點亮。由于計數(shù)器輸出的是8421BCD碼，數(shù)碼管不能直接顯示成數(shù)字，為了讓數(shù) 碼管顯示人們看懂的數(shù)字，就需要把計數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換成數(shù)碼管顯示 的阿拉伯數(shù)字，這就需要譯碼器的翻譯。本設計采用DCD_HEX_BLUE段發(fā)光二極管譯碼顯示器。DCD_HEX_BLUg 共陰極LED數(shù)碼管。顯示器引腳從左到

16、右依次為：4,3,2,1。該顯示包含了譯碼 功能，所以無需專門的譯碼器。正確的引腳接連方式如下圖：mDOM out .-.> EP "-> DOWM 建BBor?at>Q.74LS192D - b 1 b h * * 1 b 1 B > a mm; ii ; ii 圖3.221 顯示模塊323脈沖模塊 一分脈沖對一分鍵電路，當從0000變化到0011時，QA與QB通過與非門接到ENPRD則通過一個開關(guān)J3來控制，當?shù)竭_0011的時候，經(jīng)過QA與 QB的與非門出來的為零，使它保持0011的狀態(tài)不變，QB俞出的則是一個脈沖了。U11-J-d>c

17、tP74LS160N1U16A 74LSOON V :30R Is 圖.1 一分脈沖323.2二分脈沖對二分鍵電路，當從0000變化到0011時，QA與QB通過與非門接到ENPRD則通過一個開關(guān)J4來控制，當?shù)竭_0011的時候，經(jīng)過QA與 QB的與非門出 來的為零，使它保持0011的狀態(tài)不變，QA輸出的則是兩個脈沖了。32：30aco10A :1LSOONCLZT4L&160N 圖.1 二分脈沖三分脈沖對三分鍵電路，當從0000變化到0101時，QA與 QC通過與非門接到ENPRD則通過一個開關(guān)J5來控制，當?shù)竭_0101的時候，經(jīng)過QA與 QC

18、的與非門出 來的為零，使它保持0101的狀態(tài)不變，QA輸出的則是三個脈沖了。圖3.233.1三分脈沖324加減置換模塊加減置換可選用一個單刀雙擲開關(guān)來實現(xiàn)。對三種脈沖的選用可用一個三輸入或門來進行選擇。圖加減置換模塊分數(shù)清零模塊 該部分可運用74LS192高電平清零的功能來實現(xiàn)。因只在需要時進行清零,故可安置一開關(guān)。這里可選擇跳變開關(guān)，可省去清零后讓其重新歸位的操作第四章電路仿真調(diào)試4.1總電路圖圖4.1總電路圖4.2仿真結(jié)果按下調(diào)試開關(guān)，按0將LED顯示清零，開關(guān)J1是加減置換開關(guān)，用空格Space表示，按空格將開關(guān)置到加，J3是一分脈沖，用Q表示，按下Q加一分J4為二分脈沖開關(guān)，用 W表示

19、，按下W加兩分山5J5為三分脈沖開關(guān)，用E表示，按下E加三分VEC "T"斡ML兇側(cè)U4'H齒.UU娶 4S調(diào)試減分，按下空格Space,將開關(guān)置到減，按下J3減一分T-KD H&X «UHcry = SfKBfaPOCU?3Z?*-U'b-H741 519xlJT4LS1l!S2nF4L51B2nF4L19i>N=5 Q=K&y = 0stL M*-1 u»dCj.7AL 9-3 TN |按J4減兩分UTA71L3Cf44±.士Ke r DIIM74t35.?fj1如$1MM也 III1II ira I1

20、r. 11I9按J5減三分voc|9¥UJfflJ-：±?J4L3<ei2tiT卵螢岳:按下J2兩對分數(shù)清零31甲隊15分，乙隊20分第五章 設計總結(jié)5.1 設計過程中遇到的問題及解決方法在網(wǎng)上搜索的資料較為繁雜，電路圖很分散，沒法連接成一個完整電路，自己 完成的電路無法運行， 數(shù)碼顯示管沒有顯示， 在小組其他同學的幫助下， 重新連 接電路，改進了電路元件，使電路變得簡單一點，也能運行。5.2 設計體會通過這一個半周的數(shù)電課程設計，讓自己更加貼近自己喜歡的體育競技方面 的一些器材原理， 也提高了我的邏輯思維能力， 使我在邏輯電路的分析與設計上 有了很大的進步， 加深了我在組合邏輯電路與時序邏輯電路的認識， 進一步增進 了對一些常見邏輯器件的了