數(shù)字籃球計(jì)分器電路設(shè)計(jì)

1、XXXXX雙學(xué)電子技術(shù)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：2012-2013學(xué)期：第一學(xué)期專業(yè)：自動(dòng)化班級(jí)：1002學(xué)號(hào)：xxxxxxxxX生名：XXXX指導(dǎo)教師及職稱：XXXX講師時(shí)間：2012年10月15日-2012年10月19日XXXXX存院設(shè)計(jì)課題題目:數(shù)字籃球計(jì)分器電路設(shè)計(jì)一、同組成員：XXXXXXXXXXX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)的按鍵開關(guān)S1、S2、S3時(shí)，分別可以進(jìn)行

2、加1、2、3分；2、減分功能，當(dāng)將加減分置換開關(guān)S4撥到減分檔時(shí)，按下開關(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)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

3、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。電路的原理框圖如下圖所示：時(shí)鐘信號(hào)電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:計(jì)數(shù)清零電數(shù)碼顯示電力口/減一分電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(1)二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160JX士O CRABCDp TN NE EAR 口 L L管腳圖

4、介紹:74LS160D74LS160引腳圖74LS160為可預(yù)置的十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器RCO 進(jìn)位輸出端其管腳圖如圖所示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同步并行置入端，低電平有效工作方式選擇表：摘入清零先致便能時(shí)鐘CTRLOADentfnpclk匚作橫式LXXXXHLXXt11HHHf11HLXXHHXLXjfi零置數(shù)計(jì)數(shù)識(shí)符（不受）保持壞受上商電（*不定或以電平r=lH"低"一島e業(yè)平的隊(duì)變（2）十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192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

5、，并具有清除和置數(shù)等功能，具引腳排列及邏輯符號(hào)如圖所示：1510Voc Po MR TCc 7QJ PL 力 咫Q| Qg CPq CPj / 編 GND4 U T7poQ0FlQIP2Q2P3Q3CPu TCuCPD TCdPLMR1213(b)74LS192的引腳排列及邏輯符號(hào)74LS192的弓|腳說明：P0-P3為計(jì)數(shù)器輸入端MR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)端置為非同步進(jìn)位輸出端巧為非同步借位輸出端在其功能表如下：輸入輸出MRFL%P3P2P1P0Q3Q2Q1Q01XXXXXXX000000XXdcbadcba011XXXx加計(jì)數(shù)011XXXX

6、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LED共陰共陽的判斷：可以假設(shè)它是共陽的，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。f ?£ 0 Tas'一 e ?£- -廿 5 + 6七段顯示器三、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74LS19274LS192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:4ZZ3. -CZLBL > w -'-74LS19說'

7、;74LS192D,卜,74LS192DIsJ!BISFIHrIrcIBIir>IHIRriHI«riBIRF!BI7riBI1RIHI,RFIBririB'7BIBr-IR，eWJf4"-"18-i-J-a-,i-a-1-1勺里-*-*-S-a-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，可分為共陽極和共陰極兩種。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

8、、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8421BC駟，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8421BC則轉(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_HEX段發(fā)光二極管譯碼顯示器。DCD_HEX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。正確的引腳接連方式如下圖：3、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來分別設(shè)計(jì)一分、二分、三分的電路。74L

9、S160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:(1)一分電路A - SOO對(duì)一分電路，當(dāng)輸出從0000變化到0011時(shí)，QAQB通過與非門接到ENPQA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(gè)開關(guān)S1來控制，S1閉合時(shí)，QBt出的則是一個(gè)脈沖。(2)二分電路VCC5 V了 4LSOOEIJU14AA B B - E-c . c函二- - - 74LS18QP. 3g 對(duì)二分電路，當(dāng)從0000變化到0011時(shí)，QA與QB通過與非門接到ENPQA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(gè)開關(guān)

10、S2來控制，S2閉合時(shí)，QAt出的則是兩個(gè)脈沖。(3)三分電路vearzi:zbA 1 1VCB c 儂3 好,恥ZNP 如swr - Pill RCO- - -YLM , > CLK- - aEH5 1-012.U_3474LS0074LS160D對(duì)三分電路，當(dāng)從0000變化到0101時(shí)，QA與QC!過與非門接到ENPQA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(gè)開關(guān)S3來控制，S3閉合時(shí)，QAt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)單刀雙擲開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。對(duì)三種脈沖的選用可用一個(gè)三輸入或門來進(jìn)行選擇。5VVCC-VCG74LS86D2:U4A

11、；474LS86D工UCC3U酬1SOKey= 022清零-BO>UF '-C0>TOWN SITS上LOW- CLR 1- 74LS192DUSA74L§27D5、分?jǐn)?shù)清零部分該部分可運(yùn)用74LS192高電平清零的功能來實(shí)現(xiàn)。因此在需要時(shí)進(jìn)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，電路圖如下：-5VVCC-"VCCUSA：1一74LS66D* 74LS8CD,U4A6、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:45CRE VVV 10D1IU12D0CR1VDD1IJ19G0C07、總體仿真結(jié)果8

12、、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74LS19274LS192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，可安置一開關(guān)。這里可選擇跳變開關(guān)

13、，可省去清零后讓其重新歸位的操作。加減可選用一個(gè)單刀雙擲開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，對(duì)三種脈沖的選用可用一個(gè)三輸入或門來進(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_HEX段發(fā)光二極管譯碼顯示器。DCD_HEX共陰極LED數(shù)碼管。顯示器引腳從左到右依次為：4,3,2,1o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(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，電路圖都要自己設(shè)計(jì)。不過還是在不斷的堅(jiān)持和努

14、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，這其中的樂趣也并不亞于畫畫，音樂等等。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。通過這么多次的鍛煉，我覺得我對(duì)專業(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