數(shù)電課程設計-籃球計分器

1、 XXXXXX大學數(shù)字系統(tǒng)課程設計報告 題 目： 數(shù)字籃球計分器電路設計學 年： 2016 學 期：第一學期 專 業(yè)： 網(wǎng)絡工程 班 級： XXXX學 號：XXXXXXXXX 姓 名： XXXX 指導教師及職稱： XXXX 講 師 時 間：2016年10月15日-2016年10月19日XXXXXX學院設計課題題目： 數(shù)字籃球計分器電路設計 1、 同組成員：XXX XXX XX XXX 組長： XXXX2、 設計任務與要求1分別記錄兩隊得分情況；2進球得分加2分或3分，罰球進球得分加1分；3糾正錯判得分減3分、2分或1分； 4分別用三個數(shù)碼管顯示器記錄兩隊的得分情況；功能描述：1、 加分功能，當

2、按下相應的按鍵開關(guān)S1、S2、S3時，分別可以進行加1、2、3分；2、 減分功能，當將加減分置換開關(guān)S4撥到減分檔時，按下開關(guān)S1、S2、S3，可以進行減分操作；3、 清零功能，當按下S0時，可以將積分清為零。二、電路原理分析與方案設計據(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。用三片四位二進制加法計數(shù)器74LS160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)。方案設計：1 總體設計思路（含電路原理框圖）：電路的核心模塊是加減分和累加積分電

3、路的設計，我們采用的總體方案是，用時鐘信號電路產(chǎn)生的脈沖信號給加減分電路提供時鐘信號，之后將加減分電路發(fā)出的信號接到累加器上進行總分的累加，然后在數(shù)碼顯示電路上顯示出來。電路的原理框圖如下圖所示：時鐘信號電路加/減一分電路加/減二分電路加/減三分電路計數(shù)清零電路累加記分電路數(shù)碼顯示電路加減置換開關(guān)鑒于電路可以分為多個模塊，因此我們將設計任務分配到每一位組員如下：1. XXX: 脈沖電路設計與總體電路設計2. XXX：總體電路設計與脈沖電路設計3. XXX：譯碼器設計與部分電路仿真4. XXX：計數(shù)器設計與總體電路仿真5. XXX：控制電路設計與資料查閱6. XXX：控制電路設計與實驗報告整理2

4、.主要元件介紹(1) 二進制加法計數(shù)器74LS16074LS160 引腳圖1 管腳圖介紹：74LS160 為可預置的十進制同步計數(shù)器其管腳圖如圖所示 RCO 進位輸出端 ENP 計數(shù)控制端 ENT 計數(shù)控制端 A-D 輸入端QA-QD 輸出端 CLK 時鐘輸入端 CLR 異步清零端,低電平有效 LOAD 同步并行置入端,低電平有效2 工作方式選擇表：(2) 十進制可逆計數(shù)器74LS192引腳圖管腳及功能表 74LS192是同步十進制可逆計數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如圖所示：   74LS192的引腳排列及邏輯符號74LS192的引腳說明：14

5、第 頁PL為置數(shù)端CPu為加計數(shù)端CPD為減計數(shù)端為非同步進位輸出端為非同步借位輸出端在P0-P3為計數(shù)器輸入端 為清除端Q0-Q3 為數(shù)據(jù)輸出端。其功能表如下：    輸入   輸出MRP3P2P 1P0Q 3Q 2Q 1Q 0 1××××××× 00 0 0 0 0 × ×d cbadcba 0 1  1×××× 加計數(shù) 0 1 1&

6、#160;××××  減計數(shù) 74LS192的功能表(3) 七段顯示器半導體數(shù)碼管是由七段發(fā)光二極管組成，簡稱LED。共陰共陽的判斷： 可以假設它是共陽的，那么任一段串入一個100歐姆電阻到5V,相應段就會被點亮；否則為共陰的數(shù)碼管。 七段顯示器三、具體電路的設計1、計分部分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，具體功能表如下： 故計分部分電路設計如下：2、顯示部分數(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

7、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七段發(fā)光二極管譯碼顯示器。DCD_HEX為共陰極LED數(shù)碼管。顯示器引腳從左到右依次

8、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： 3、加減分部分設計要求有一分、二分、三分的加減，就需有提供相應的脈沖的電路，這里可考慮用三個十進制計數(shù)器74LS160來分別設計一分、二分、三分的電路。74LS160 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： （1）一分電路 對一分電路，當輸出從0000變化到0011時，QA與QB通過與非門接到ENP，QA與QB經(jīng)過與非門的輸出為零，使它保持0011的狀態(tài)不變，CLR非則通過一個開關(guān)S1來控制，S1閉合時，QB輸出的則是一個脈沖。（2） 二分電路對二分電路，當從0

9、000變化到0011時，QA與QB通過與非門接到ENP，QA與QB經(jīng)過與非門出來的為零，使它保持0011的狀態(tài)不變，CLR非則通過一個開關(guān)S2來控制，S2閉合時，QA輸出的則是兩個脈沖。（3）三分電路 對三分電路，當從0000變化到0101時，QA與QC通過與非門接到ENP，QA與QC經(jīng)過與非門出來的為零，使它保持0101的狀態(tài)不變，CLR非則通過一個開關(guān)S3來控制，S3閉合時，QA輸出的則是三個脈沖。4、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)。對三種脈沖的選用可用一個三輸入或門來進行選擇。 5、分數(shù)清零部分該部分可運用74LS192高電平清零的功能來實現(xiàn)。因此在需要時進行清零，可安

10、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，電路圖如下：6、 時鐘信號產(chǎn)生電路時鐘信號產(chǎn)生電路采用555定時器構(gòu)成，電路圖如下：7、總體仿真結(jié)果8、個人承擔的工作我個人主要承擔的工作是總體電路設計，本電路主要有三個功能，即加分、減分和清零功能。加減分的原理基本一樣，用二進制加法計數(shù)器可以實現(xiàn)此功能，具體型號可以選用74LS160，用三片四位二進制加法計數(shù)器74LS160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74LS192組成的加、減分計數(shù)器用于總分累加，最多可計999。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。

11、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高電平清零的功能可以在需要時進行清零，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。加減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。最后是信號的顯示，即籃球比賽的分數(shù)顯示電路，采用DCD_HEX七段發(fā)光二極管譯碼顯示器。DCD_HEX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，所以無需專門的譯碼器。四、總結(jié)數(shù)電課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學

12、生實際工作能力的具體訓練和考察過程。這次課程設計的題目是籃球比賽數(shù)字計分器。初看題目不知該如何下手，畢竟課程設計不同于實驗課，電路圖都要自己設計。不過還是在不斷的堅持和努力之下很好的完成了這次的數(shù)字電路課程設計。通過這次的課程設計，我有很大的收獲。一個星期，我花了九牛二虎之力才把系統(tǒng)完成，這充分說明僅僅學習一個學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給學好、摸透，我想，必須得從電子電路基礎開始學透徹，這也正是我下一步打算去實現(xiàn)的。我想，只要是我們認真地去學一樣東西，那么什么東西都是有趣的，我確實很高興，這其中的樂趣也并不亞于畫畫，音樂等等。 在這次實訓中，我認為我學到了很多東西，比如，關(guān)于電子線路實現(xiàn)的幾個軟件，Protel和Multisim仿真軟件。以前我對它們很陌生，自從完成了這次課題設計之后，我基本能完整熟練的操作它。 通過這么多次的鍛煉，我覺得我對專業(yè)認識更深刻了，對它的掌控更好了，我想這將對我今后設計有著深遠的影響。以后一定會去鉆研它的。 五、主要元器件清單74LS160三片 74LS192 三片 74LS48三片 數(shù)碼顯示器三個