數(shù)電課程設(shè)計(jì)-籃球計(jì)分器

1、XXXXX大學(xué)數(shù)字系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：數(shù)字籃球計(jì)分器電路設(shè)計(jì)學(xué)年：2016 學(xué)期：第一學(xué)期專(zhuān)業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程班級(jí)：XXXX學(xué) 號(hào): xxxxxxxxX生 名: XXXX指導(dǎo)教師及職稱(chēng)：XXXX講師時(shí) 間：2016年10月15日-2016年10月19日XXXXXX學(xué)院1設(shè)計(jì)課題題目:數(shù)字籃球計(jì)分器電路設(shè)計(jì)第15頁(yè)一、同組成員：XXX XXX XX XXX組長(zhǎng)： XXXX二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1. 分別記錄兩隊(duì)得分情況；2 進(jìn)球得分加2分或3分，罰球進(jìn)球得分加1分；3. 糾正錯(cuò)判得分減3分、2分或1分；4. 分別用三個(gè)數(shù)碼管顯示器記錄兩隊(duì)的得分情況；功能描述：1、 加分功能，當(dāng)按下相應(yīng)的按鍵開(kāi)關(guān) S1、

2、S2、S3時(shí)，分別可以進(jìn)行加1、2、3 分；2、 減分功能，當(dāng)將加減分置換開(kāi)關(guān) S4撥到減分檔時(shí)，按下開(kāi)關(guān) S1、S2、S3, 可以進(jìn)行減分操作；3、清零功能，當(dāng)按下S0時(shí)，可以將積分清為零。二、電路原理分析與方案設(shè)計(jì)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。用三片四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 74LS160組成二、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 控制加2、3分的計(jì)數(shù)脈沖，3片十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192組成的加、減分計(jì) 數(shù)器用于總分累加，最多可計(jì) 999。譯碼器顯示器用于顯示分?jǐn)?shù)。方案設(shè)計(jì)：1. 總體設(shè)計(jì)思路（含電路原理框圖）：電路的核心模塊是加減分和累加積分電路的設(shè)

3、計(jì)，我們采用的總體方案是， 用時(shí)鐘信號(hào)電路產(chǎn)生的脈沖信號(hào)給加減分電路提供時(shí)鐘信號(hào)，之后將加減分電路發(fā)出的信號(hào)接到累加器上進(jìn)行總分的累加，然后在數(shù)碼顯示電路上顯示出來(lái)。電路的原理框圖如下圖所示：時(shí)鐘信號(hào)電加/減一分電計(jì)數(shù)清零電數(shù)碼顯示電加/減二分電TT加減置換開(kāi)鑒于電路可以分為多個(gè)模塊，因此我們將設(shè)計(jì)任務(wù)分配到每一位組員如下:1. XXX:脈沖電路設(shè)計(jì)與總體電路設(shè)計(jì)2. XXX :總體電路設(shè)計(jì)與脈沖電路設(shè)計(jì)3. XXX :譯碼器設(shè)計(jì)與部分電路仿真4. XXX :計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)與總體電路仿真5. XXX :控制電路設(shè)計(jì)與資料查閱6. XXX :控制電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告整理2. 主要元件介紹二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)

4、器74LS160U1p TN NA B CD E E74LS160D74LS160引腳圖管腳圖介紹：74LS160為可預(yù)置的十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器其管腳圖如圖所示RCO 進(jìn)位輸出端ENP計(jì)數(shù)控制端ENT計(jì)數(shù)控制端A-D輸入端QA-QD輸出端CLK時(shí)鐘輸入端CLR異步清零端，低電平有效LOAD同步并仃置入端,低電平有效工作方式選擇表：E柞欖式淸零CTR咒玫 LOADENTFNP時(shí)鐘CLKLXXXXHLXXtII|UIIt計(jì)數(shù)1111LXX保持（不査HHXLXHW(T«>IL髙電屮"低電平 程不足K威低電平）l-ft r氐”一俯"電平的厳變 十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS1

5、92引腳圖管腳及功能表74LS192 是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置 數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號(hào)如圖所示：1510V0C 旳 MR TCc 7QJ PL 巳 PjPl Q| Qg CPq CPj 亞 陰 GND0)P0Q0FlQiP2Q2P3Q3CPuTCuCPDTCdPLMR(b)74LS192的引腳排列及邏輯符號(hào)74LS192的引腳說(shuō)明：P0-P3為計(jì)數(shù)器輸入端心為清除端Q0-Q3為數(shù)據(jù)輸出端。PL為置數(shù)端CPu為加計(jì)數(shù)端CPD為減計(jì)數(shù)端為非同步進(jìn)位輸出端I為非同步借位輸出端在其功能表如下：輸入輸出MRFLP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01XXXXXXX000

6、000XXdcbadcba011XXXX加計(jì)數(shù)011XXXX減計(jì)數(shù)74LS192的功能表(3)七段顯示器半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七段發(fā)光二極管組成，簡(jiǎn)稱(chēng)LED共陰共陽(yáng)的判斷：可以假設(shè)它是共陽(yáng)的，那么任一段串入一個(gè)100歐姆電阻到5V,相應(yīng)段就會(huì)被點(diǎn)亮； 否則為共陰的數(shù)碼管。i b c d e f ? h+5V七段顯示器三、具體電路的設(shè)計(jì)1、計(jì)分部分設(shè)計(jì)要求記分部分包括加減兩部分，故考慮雙時(shí)鐘輸入的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS192 74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，為雙時(shí)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：故計(jì)分部分電路設(shè)計(jì)如下:2、顯示部分?jǐn)?shù)碼管按照其發(fā)光二極管的連接方式不同，可分為

7、共陽(yáng)極和共陰極兩種。共 陰極是指數(shù)碼管中所有發(fā)光二極管的陰極連在一起接低電平，而陽(yáng)極分別由a、b、c、d、e、f輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)某個(gè)輸入為高電平時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮； 共陽(yáng)極數(shù)碼管則相反，它的所有發(fā)光二極管的陽(yáng)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(hào)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)某個(gè)輸入為低電平時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二 極管點(diǎn)亮。由于計(jì)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(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換成數(shù)碼管顯示的 阿拉伯?dāng)?shù)字，這就需要譯碼器的翻譯。本設(shè)計(jì)采用DCD_HE七段發(fā)光二極管譯碼顯示器。DCD_HE為共陰極LED數(shù) 碼管。顯

8、示器引腳從左到右依次為：4,3,2,1。該顯示包含了譯碼功能，所以無(wú) 需專(zhuān)門(mén)的譯碼器。正確的引腳接連方式如下圖：1144rr Q*爐-QD-soco192D3、加減分部分設(shè)計(jì)要求有一分、二分、三分的加減，就需有提供相應(yīng)的脈沖的電路，這里 可考慮用三個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160來(lái)分別設(shè)計(jì)一分、二分、三分的電路。74LS160是十進(jìn)制加法計(jì)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：對(duì)一分電路，當(dāng)輸出從0000變化到0011時(shí)，QA與 QB通過(guò)與非門(mén)接到ENPQA與QB經(jīng)過(guò)與非門(mén)的輸出為零，使它保持0011的狀態(tài)不變，CLR非則通過(guò)一個(gè) 開(kāi)關(guān)S1來(lái)控制，S1閉合時(shí)，QB輸出的

9、則是一個(gè)脈沖。(2)二分電路VCC0D5V-2 : :7404N口誡二分U14AB24L>.vcc aC ei.-.-e-SHE-acc-LOAD»-CUI a > CT.E：-.-SHI：-30-:U17#3374LSOOD-74LS1對(duì)二分電路，當(dāng)從0000變化到0011時(shí)，QA與QB通過(guò)與非門(mén)接到ENP QA與QB經(jīng)過(guò)與非門(mén)出來(lái)的為零，使它保持 0011的狀態(tài)不變，CLR非則通過(guò)一個(gè)開(kāi) 關(guān)S2來(lái)控制，S2閉合時(shí)，QA俞出的則是兩個(gè)脈沖。(3)三分電路對(duì)三分電路，當(dāng)從0000變化到0101時(shí)，QA與QC通過(guò)與非門(mén)接到ENP QA 與QC經(jīng)過(guò)與非門(mén)出來(lái)的為零，使它保持

10、0101的狀態(tài)不變，CLR非則通過(guò)一個(gè)開(kāi) 關(guān)S3來(lái)控制，S3閉合時(shí)，QA俞出的則是三個(gè)脈沖。4、加減置換部分加減置換可選用一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)三種脈沖的選用可用一個(gè)三輸 入或門(mén)來(lái)進(jìn)行選擇。5、分?jǐn)?shù)清零部分該部分可運(yùn)用74LS192高電平清零的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此在需要時(shí)進(jìn)行清零， 可安置一開(kāi)關(guān)。這里可選擇跳變開(kāi)關(guān)，可省去清零后讓其重新歸位的操作，電路圖如下：U4A1 74LS8CDSO5V VCC -"VCC USA ：h74LS66D6、時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路采用555定時(shí)器構(gòu)成，電路圖如下:46R2 VVV 10D1IU12D0CR1VDD01IJ12Q0C7、總體仿

11、真結(jié)果8、個(gè)人承擔(dān)的工作我個(gè)人主要承擔(dān)的工作是總體電路設(shè)計(jì)，本電路主要有三個(gè)功能，即加分、 減分和清零功能。加減分的原理基本一樣，用二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)此功能， 具體型號(hào)可以選用74LS160,用三片四位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器 74LS160組成二、三 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，控制加2、3分的計(jì)數(shù)脈沖，3片十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192組成 的加、減分計(jì)數(shù)器用于總分累加，最多可計(jì)999。設(shè)計(jì)要求記分部分包括加減兩部分，故考慮雙時(shí)鐘輸入的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS192 74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，為雙時(shí)鐘輸入，具有同步清零和同步置數(shù)等功能，74LS192高電平清零的功能可以在需要時(shí)進(jìn)行清零，可安置一開(kāi)關(guān)

12、。這里可選擇跳變開(kāi)關(guān)，可省去清零后讓其重新歸位的操作。加減可選用一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)三種脈沖的 選用可用一個(gè)三輸入或門(mén)來(lái)進(jìn)行選擇。最后是信號(hào)的顯示，即籃球比賽的分?jǐn)?shù)顯 示電路，采用DCD_HE七段發(fā)光二極管譯碼顯示器。DCD_HE為共陰極LED數(shù)碼 管。顯示器引腳從左到右依次為：4,3,2,1。該顯示包含了譯碼功能，所以無(wú)需 專(zhuān)門(mén)的譯碼器。四、總結(jié)數(shù)電課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問(wèn) 題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過(guò)程。這次課程設(shè)計(jì)的題目是籃球比賽數(shù)字計(jì)分器。初看題目不知該如何下手，畢竟課程設(shè)計(jì)不同于實(shí)驗(yàn)課，電路圖都要自己

13、設(shè)計(jì)。不過(guò)還是在不斷的堅(jiān)持和努力之下很 好的完成了這次的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我有很大的收獲。一個(gè)星期，我花了九牛二虎之力才把系統(tǒng)完成， 這充分說(shuō)明僅僅學(xué)習(xí)一個(gè)學(xué) 期就想要做出多么完美的系統(tǒng)是難以想象的，要想真正地把單片機(jī)給學(xué)好、摸透，我想，必須得從電子電路基礎(chǔ)開(kāi)始學(xué)透徹，這也正是我下一步打算去實(shí)現(xiàn)的。 我想，只要是我們認(rèn)真地去學(xué)一樣?xùn)|西，那么什么東西都是有趣的，我確實(shí)很高興， 這其中的樂(lè)趣也并不亞于畫(huà)畫(huà)，音樂(lè)等等。在這次實(shí)訓(xùn)中，我認(rèn)為我學(xué)到了很多東西，比如，關(guān)于電子線路實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)軟件，Protel和Multisim 仿真軟件。以前我對(duì)它們很陌生，自從完成了這次課題設(shè)計(jì)之后，我基本能完整熟練的操作 它。通過(guò)這么多次的鍛煉，我覺(jué)得我對(duì)專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)更深刻了，對(duì)它的掌控更好了， 我想這將對(duì)我今后設(shè)計(jì)有著深遠(yuǎn)的影響。以后一定會(huì)去鉆研它的。五、主要元器件清單74LS160三片 74LS192 三片 74LS4