数电课程设计-篮球计分器.0001

1、XXXXX大学 数字系统课程设计报告 题目：数字篮球计分器电路设计 学年：2016 学期：第一学期 专业：网络工程班级：XXXX 学 号: xxxxxxxxX生 名: XXXX 指导教师及职称：XXXX 讲师 时 间：2016年10月15日-2016年10月19日 XXXXXX学院 1 设计课题题目: 数字篮球计分器电路设计 第15页 一、同组成员：XXX XXX XX XXX组长： XXXX 二、设计任务与要求 1. 分别记录两队得分情况； 2 进球得分加2分或3分，罚球进球得分加1分； 3. 纠正错判得分减3分、2分或1分； 4. 分别用三个数码管显示器记录两队的得分情况； 功能描述： 1

2、、 加分功能，当按下相应的按键开关 S1、S2、S3时，分别可以进行加1、2、3 分； 2、 减分功能，当将加减分置换开关 S4拨到减分档时，按下开关 S1、S2、S3, 可以进行减分操作； 3、清零功能，当按下S0时，可以将积分清为零。 二、电路原理分析与方案设计 据篮球比赛情况，有得1、2、3分的情况，还有减分的情况，电路要具有加、 减分显示的功能。用三片四位二进制加法计数器 74LS160组成二、三进制计数器， 控制加2、3分的计数脉冲，3片十进制可逆计数器74LS192组成的加、减分计 数器用于总分累加，最多可计 999。译码器显示器用于显示分数。 方案设计： 1. 总体设计思路（含电

3、路原理框图）： 电路的核心模块是加减分和累加积分电路的设计，我们采用的总体方案是， 用时钟信号电路产生的脉冲信号给加减分电路提供时钟信号，之后将加减分电路 发出的信号接到累加器上进行总分的累加，然后在数码显示电路上显示出来。 电路的原理框图如下图所示： 时钟信号电 鉴于电路可以分为多个模块，因此我们将设计任务分配到每一位组员如下: 1. XXX:脉冲电路设计与总体电路设计 2. XXX :总体电路设计与脉冲电路设计 3. XXX :译码器设计与部分电路仿真 4. XXX :计数器设计与总体电路仿真 5. XXX :控制电路设计与资料查阅 6. XXX :控制电路设计与实验报告整理 2. 主要元

4、件介绍 二进制加法计数器74LS160 74LS160引脚图 管脚图介绍： 74LS160旳川预昼旳十进ikl同步计数第 H肴脚隆圈祈小 RCO进位输出端 ENP 计数控制端 ENT 计数控制端 A-D 输入端 QA-QD 输出端 CLK 时钟输入端 CLR 异步清零端，低电丫4数 LOAD 同步并行置入端，低电T4斂 工作方式选择表： 输入 作模成 沽零 CTK LOAD ENT 时钟 CLK L X X X X 消零1 H L % X t 置散 H M H H T H 1 L X X 保持（不支 H X L X 保芍（车变、 肝高电平1尸低电T A不定 皿或低电刊 !呐“低-“直r电甲的跌

5、变 十进制可逆计数器74LS192引脚图管脚及功能表 74LS192 是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置 数等功能，其引脚排列及逻辑符号如图所示： Vqc 巾 MR TQ)PL 巴 卩 3 冏岡网 而|阳| jJIJLaJLlILJLlIIjJLlI Pl Qi Q) CPd CPy g g GND 15 io 5 3 1T 14 P0 QO P1 Qi P2 Q2 P3 Q3 CPu TCU CPd TCd PL MR 12 13 (b) 74LS192的引脚排列及逻辑符号 74LS192的引脚说明： P0-P3为计数器输入端 二匸为清除端 Q0-Q3为数据输出端。 P

6、L为置数端 CPu为加计数端 CPD为减计数端 为非同步进位输出端 二为非同步借位输出端在 其功能表如下： 输入 输出 MR PL CPU U耳 P3 P2 P 1 P0 Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 1 X X X X X X X 0 0 0 0 0 0 X X d c b a d c b a 0 1 1 X X X X 加计数 0 1 1 X X X X 减计数 74LS192的功能表 (3)七段显示器 半导体数码管是由七段发光二极管组成，简称LED共阴共阳的判断：可 以假设它是共阳的，那么任一段串入一个100欧姆电阻到5V,相应段就会被点亮； 否则为共阴的数码管。 & c d e f

7、2 h 6 +5 七段显示器 三、具体电路的设计 1、计分部分 设计要求记分部分包括加减两部分，故考虑双时钟输入的十进制计数器 74LS192 74LS192是同步十进制可逆计数器，为双时钟输入，具有同步清零和 同步置数等功能，具体功能表如下： 输入 输出 淸 零 置数 加计数 减计数 数据 QA QR QC (jl) CLR LOAD (IP DOW A B C D 1 X X X X X X X 0 0 0 0 0 0 X X do dl d2 d3 dO dl d2 d3 0 1 t 1 X X X X 递増计数 0 1 1 * X X X 汇 递减计 f) 1 1 1 X 保持 故计分

8、部分电路设计如下: 2、显示部分 数码管按照其发光二极管的连接方式不同，可分为共阳极和共阴极两种。共 阴极是指数码管中所有发光二极管的阴极连在一起接低电平，而阳极分别由a、 b、c、d、e、f输入信号驱动，当某个输入为高电平时，相应的发光二极管点亮； 共阳极数码管则相反，它的所有发光二极管的阳极连在一起接高电平，而阴极分 别由a、b、c、d、e、f输入信号驱动，当某个输入为低电平时，相应的发光二 极管点亮。 由于计数器输出的是8421BCD码 数码管不能直接显示成数字，为了让数码 管显示人们看懂的数字，就需要把计数器输出的8421BCD码转换成数码管显示的 阿拉伯数字，这就需要译码器的翻译。

9、本设计采用DCD_HE七段发光二极管译码显示器。DCD_HE为共阴极LED数 码管。显示器引脚从左到右依次为：4,3,2,1。该显示包含了译码功能，所以无 需专门的译码器。正确的引脚接连方式如下图： 10 vcc lg 192D 3、加减分部分 设计要求有一分、二分、三分的加减，就需有提供相应的脉冲的电路，这里 可考虑用三个十进制计数器74LS160来分别设计一分、二分、三分的电路。 74LS160是十进制加法计数器，具有异步清零、同步置数、保持状态不变等功能 具体功能表如下： CT.K CLR 1 I 1.0AD EXT EXT 工作状患 x o X X X it令 f 1 0 X X 预置

10、数 X 1 1 pon 1 -保持 X I 1 X 0 保持（但 C-O） I L 1 I 1 计数 (1) 一分电路 对一分电路，当输出从0000变化到0011时，QA与 QB通过与非门接到ENP QA与QB经过与非门的输出为零，使它保持0011的状态不变，CLR非则通过一个 开关S1来控制，S1闭合时，QB输出的则是一个脉冲。 (2)二分电路 is. SCO q 0D JLBecl -LOAD 74LS160D 361 74LS00DV/ 对二分电路，当从0000变化到0011时，QA与QB通过与非门接到ENP QA 与QB经过与非门出来的为零，使它保持 0011的状态不变，CLR非则通过

11、一个开 关S2来控制，S2闭合时，QA俞出的则是两个脉冲。 (3)三分电路 23 U15A 7404N 减三分52 34 VCC 40 1 n - INI - 74LS160D ： 37 ： U18A : 74LSOO kCO 对三分电路，当从0000变化到0101时，QA与 QC通过与非门接到ENP QA 与QC经过与非门出来的为零，使它保持 0101的状态不变，CLR非则通过一个开 关S3来控制，S3闭合时，QA输出的则是三个脉冲。 4、加减置换部分 加减置换可选用一个单刀双掷开关来实现。对三种脉冲的选用可用一个三输 入或门来进行选择。 5、分数清零部分 该部分可运用74LS192高电平清

12、零的功能来实现。因此在需要时进行清零， 可安置一开关。这里可选择跳变开关，可省去清零后让其重新归位的操作，电路 图如下： 6、时钟信号产生电路 时钟信号产生电路采用555定时器构成，电路图如下: 7、总体仿真结果 1N1200C 1200C VDD C1 1(nF 0 SO 74LS1KD UC &个人承担的工作 我个人主要承担的工作是总体电路设计，本电路主要有三个功能，即加分、 减分和清零功能。加减分的原理基本一样，用二进制加法计数器可以实现此功能， 具体型号可以选用74LS160,用三片四位二进制加法计数器 74LS160组成二、三 进制计数器，控制加2、3分的计数脉冲，3片十进制可逆计数

13、器74LS192组成 的加、减分计数器用于总分累加，最多可计 999。设计要求记分部分包括加减两 部分，故考虑双时钟输入的十进制计数器 74LS192 74LS192是同步十进制可逆 计数器，为双时钟输入，具有同步清零和同步置数等功能，74LS192高电平清零 的功能可以在需要时进行清零，可安置一开关。这里可选择跳变开关，可省去清 零后让其重新归位的操作。加减可选用一个单刀双掷开关来实现，对三种脉冲的 选用可用一个三输入或门来进行选择。最后是信号的显示，即篮球比赛的分数显 示电路，采用DCD_HE七段发光二极管译码显示器。DCD_HE为共阴极LED数码 管。显示器引脚从左到右依次为：4,3,2

14、,1。该显示包含了译码功能，所以无需 专门的译码器。 四、总结 数电课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现,提出,分析和解决实际问 题,锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。这 次课程设计的题目是篮球比赛数字计分器。 初看题目不知该如何下手，毕竟课程 设计不同于实验课，电路图都要自己设计。不过还是在不断的坚持和努力之下很 好的完成了这次的数字电路课程设计。通过这次的课程设计，我有很大的收获。 一个星期，我花了九牛二虎之力才把系统完成， 这充分说明仅仅学习一个学 期就想要做出多么完美的系统是难以想象的， 要想真正地把单片机给学好、摸透， 我想，必须得从电子电路基础开始学透彻， 这也正是我下一步打算去实现的。 我 想，只要是我们认真地去学一样东西，那么什么东西都是有趣的，我确实很高兴， 这其中的乐趣也并不亚于画画，音乐等等。在这次实训中，我认为我学到了很 多东西，比如，关于电子线路实现的几个软件，Protel和Multisim 仿真软件。 以前我对它们很陌生，自从完成了这次课题设计之后，我基本能完整熟练的操作 它。通过这么多次的锻炼，我觉得我对专业认识更深刻了，对它的掌控更好了， 我想这将对我今后设计有着深远的影响。以后一定会去钻研它的。 五、主要元器件清单 74LS160三