篮球比赛记分显示器

1、1 篮球比赛记分显示器体育比赛记分系统是对体育比赛过程中所产生的比分等数据进行快速采集记录， 加 工处理，传递利用的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求，体育比赛的记 分系统包括测量类，评分类，命中类，制胜类得分类等多种类型。篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比 赛的记分系统是一种得分类型的系统。 篮球比赛的记分系统由计分器等多种电子设备组 成，同时，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛计分系统设备应能够与现场 成绩处理，现场大屏幕，电视转播车等多种设备相联，以便实现高比赛现场感，表演娱 乐观众等功能目标。本设计是篮球比赛记分器，加分的部分用按

2、键来完成，按 S1加一分，按S2加二分， 按S3加三分。利用7段共阴LED作为显示器件，在此设计中共接入了 3个7段共阴 LED 显示器， 3 个 LED 显示器显示范围可达到 0999 分，足够满足赛程需要。这个系统按键操作使用简洁， LED 显示，安装方便。 解决了篮球比赛计数器的安装 问题，节约了线材，适合在各种规模的体育场馆使用，当然稍加改动也可以用于其他球 类比赛，是体育器材向智能化发展的一个实例。篮球记分器的电路原理图如图 1.1 所示。1MlnLb c <1 r f ECO CD402661 5CR EN DEI DEORWLOOKCR EN DH DEO CPCR EN

3、DEI DEO CP0.01T «FT51KR&T4.7iiFco CD4026(2)&FlfT列0-Qj Q; Qi QiFi+5V0-FsCl,CD4510&盼ftQj Qj Qi QiCILDUD(?P Di Di Dl Di CR$3UD CD45W LDCP Di Di D Dl 'R11 111L 1 04 0 110 0 0510i'!工 A+5V TA+5V51Gf2图1.1篮球计分器的电路原理图32篮球记分显示器工作原理2.1时钟电路555定时器组成的多谐振荡器，振荡频率为时钟电路如图2.1所示。时钟电路是用2HZ。555定时

4、器的引脚图如图2.2所示。4#V+5RW10O51KC84心-5L 5丄0XQ iiF4.7iiF计数脉冲GNDTRUoR555UdTHCO#图2.1时钟电路图2.2 555定时器引脚图2.2记三分电路CD4510组成三进制计数器，计数器状态由 0111100010010000。开始工作时 按下清零键S0,使清零端CR=1，计数状态为0000,或非门F1输出为1,使计数控制 端CL=1,计数器不工作，同时通过非门F3,使非门F4圭寸锁，无计数脉冲送比计分器， 比计分器不计数。当进行3分计数时，按下3分计数键，与门F2的输出为1，使CD4510 立即置数为0111,或非门F1输出为0,使CL=0

5、,计数器工作，开始计数，同时与门 F4打开，计数脉冲送比分计数器，比分计数器进行计数。CD4510进行3个计数回到状态0000,或非门F1输出为1,使CL=1，计数器停止工作，同时与门F4封锁。与门F4 打开期间刚好有3个计数脉冲通过，使比分计数器记 3个数，加3分。Ml Fi图2.3记3分电路CD4510的引脚图如图2.4所示。CP Q2 D2 DI QL U D CRCP Q2 D2 DI QL U D CRLD QS D3 DO CI QO CO Vss图2.4 CD4510引脚图2.3记两分电路CD4510组成二进制计数器，计数器状态由1000-1001-0000。开始工作时按下清 零

6、键S0,使清零端CR=1,计数状态为0000,或非门F1输出为1,使计数控制端CL=1, 计数器不工作，同时通过非门F8,使非门F9圭寸锁，无计数脉冲送比计分器，比计分器 不计数。当进行2分计数时，按下2分计数键，与门F7的输出为1,使CD4510立即置 数为1000,或非门F6输出为0,使CL=0,计数器工作，开始计数，同时与门F9打开, 计数脉冲送比分计数器，比分计数器进行计数。CD4510进行3个计数回到状态0000,或非门F6输出为1,使CL=1，计数器停止工作，同时与门F9封锁。与门F9打开期间 刚好有2个计数脉冲通过，使比分计数器记 2个数，加2分。图2.5记2分电路非门CD406

7、9的引脚图；计数、显示译码器 CD4026的引脚图；与门CD4081的引 脚图；三输入或非门CD4025的引脚图如图2.6所示。Vdd 6A6Y SA 5Y4A4Y|1 1 1|141312 11 1098CD 40691234567111 1 1111Y2A 2Y 3A3YVssVdd 4A1 14B14YI3YI3B |3A1432 11 10CD40819B 1 2AJ45671 111111A IB 1Y 2¥ 2A 2E Vss"dd cr y f bea d1 1 1 1 11|16 15 14 1312CD 402 6I109« 123456781

8、1 1 1 1111CP EN DEI DEO COf茎vSSVdd 3A3C 3Y1Y1C1 1 1 1 1|14 13121110CD40259s12345671 1 1 1 1111A IB 2A 2B 2C2Y图2.6各芯片引脚图2.4记分计数显示电路篮球比赛记分计数显示电路用 3片十进制计数器CD4026组成3位十进制计数器,同时CD4026具有显示译码功能，其输出为七位显示码abcdefg,直接驱动共阴极数码管。电路图如图2.7所示a b d ecom£i b c d ea b c <1 f g：-coC D4026CR EN DH DEO CPa b c <

9、1 f gb c <1f g3CD4026(2)一co CD4026(l)CR EN DEI DEOCPCR EN DET DEOCP丄卫8#X+5V记i分麻冲一记空分脉冲Ml o记3分脉冲图2.7记分计数显示电路数码管的引脚图如图2.8所示。51图2.8数码管引脚图3 元件的选择3.1 参数计算为保证电路达到功能指标要求，就需要用电子技术知识对参数进行计算，例如放大 电路中各电阻值、放大倍数；振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。电路的工作原理， 正确利用计算公式， 计算的参数才能满足设计要求。 计算参数时， 同一个电路可能有几组数据，注意选择一组能完成电路设计功能、在实践中真正可行的

10、参数。计算电路参数时应注意下列问题：（1）元器件的工作电流、电压、频率和功耗参数应能满足电路指标的要求。 （ 2）元器件的极限参数必须留有足够的裕量，一般应大于额定值的0.5倍。（3）电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。3.2 元件选择（1）阻容元件的选择注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。（2）分立元件的选择包括二极管、双极型三极管、场效应管、光电二（三）极管 等。根据他们的用途分别进行选择。（3）集成电路的选择根据电路功能、性能指标选择集成电路。注意集成电路的功 耗、电源电压、工作速度是否满足设计要求。通过查阅有关设计手册，进行元器件的选择。94电路的布局与布线设计4.1电路的

11、布局（1）电路板布局原则采用按电路信号流向布局，避免输入输出，高低电平交叉。 元器件布局顺序按先大后小，先集成后分立的原则；在电路布局时，尽量把同一功能电 路器件放在一起，布线时避免成环。（2）地线设计采用一点接地原则，即把某单元电路上所有接地元器件在一个接地 点上与地线连接。（3）电阻器、短路线在安装时要注意横平竖直，卧式或立式安装，安装时贴近印 刷线路板，电解电容安装时要紧贴电路板；三极管在安装时要注意引脚高度（散热）， 如图4.1所示。贴板妄装垂直安芸县空宝装有高度隔制时安装图4.1常用元器件安装图（4）元器件安装完成后，用透明胶布固定在电路板上，便于焊接。（5）通电前，把桌面清理干净，

12、电路板下不允许有杂物，禁止把电路板放在元件 盒上通电。4.2电路的布线在数字电路实验中，由错误布线引起的故障，常占很大比例。布线错误不仅会引起 电路故障，严重时甚至会损坏器件，因此，注意布线的合理性和科学性是十分必要的， 正确的布线原则大致有以下几点：（1）接插集成电路时，先校准两排引脚，使之与实验底板上的插孔对应，轻轻用 力将电路插上，然后在确定引脚与插孔完全吻合后，再稍用力将其插紧，以免集成电路 的引脚弯曲，折断或者接触不良。（2） 不允许将集成电路方向插反，一般IC的方向是缺口（或标记）朝左，弓I脚序 号从左下方的第一个引脚开始，按逆时钟方向依次递增至左上方的第一个引脚。（3）导线应粗细

13、适当，一般选取直径为 0.60.8mm的单股导线，最好采用各种色 线以区别不同用途，如电源线用红色，地区用黑色笔。（4）布线应有秩序地进行，随意乱接容易造成漏接错接，较好的方法是接好固定 电平点，如电源线、地线、门电路闲置输入端、触发器异步置位复位端等，其次，在按 信号源的顺序从输入到输出依次布线。（5）连线应避免过长，避免从集成元件上方跨接，避免过多的重叠交错，以利于 布线、更换元器件以及故障检查和排除。电路图通常是在系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择的基础上绘制的， 它是电路组装、调试和维修的依据。篮球记分显示器的电路图如图4.2所示。i A 6 o i o.4gll i E p|

14、p JooCQ:口A 口 « -o o o-ATnuxvo 一H> -Oronux.o402&¥4069° ° ° ?o o o o o?6o o-o 非U)O Cl o oo11112#图4.2电路的布线#5 电路的组装与调试5.1 电路的组装（1）集成电路的装插插接集成电路时首先应认清方向， 不要倒插，所有集成电路的插入方向应保持一致， 注意管脚不能弯曲。（2）元器件的位置根据电路图的各部分功能确定元器件在面包板上的位置， 并按倍民的流向将元器件 顺地连接，以易于调试。（3）导线的选用和连接 导线直径应和面包板插孔直径相一致，

15、过粗会损坏插孔，过细则与插孔接触不良。 为检查电路的方便，根据不同用途，导线可以选用不同的颜色。一般习惯是正电源用红 线，负电源用蓝线，地线用黑线，信号线用其他颜色的线等。连接用的导线要求紧贴在面包板上， 避免接触不良。 连线不允许跨接在集成电路上， 一般从集成电路周围通过，尽量做到横平竖直，这样便于查线和更换器件。 组装电路时注意，电路之间要共地。正确的组装方法和合理的布局，不仅使电路整 齐美观，而且能提高电路工作的可靠性，便于检查和排除故障。5.2 电路的调试电路安装完毕，首先要认真检查电路接线是否正确。通常采用的检查方法是按照电 路原理图检查。可借助万用表的电阻档检查，即在电路原理图上找

16、到一些点，用万用表 测量在电路原理图上应与它相连接的部分是否都连接上。检查是否有焊错、漏焊、虚焊 等现象。（1）在电子类产品通电调试时，应先接好电路，检查无误后方可通电调试；调试 结束或遇到故障，先断电后再拆电路，禁止带电操作。（2）电路调试采取分块调试的原则，即每做完一块功能的电路，则对其调试，直 到其功能完全正常。调试每块电路的同时，记录相应的数据。（3）首先调试时钟电路。用示波器观察多谐振荡器输出波形，确定多谐振荡器是否正常工作，振荡是否是2HZ。调节电位器RW,使多谐振荡器产生频率为2HZ的方波 信号(4) 调试计分器计数显示电路。计数器 CD4026的个位CP接计数脉冲，观察电路 是

17、否正常计数和显示。(5) 调试记2分电路。将记2分电路的CP接计数脉冲，观察按下记2分键，电路 是否开始计数，计数到状态 0000 后是否停止计数。(6) 调试记3分电路。将记3分电路的CP接计数脉冲，观察按下记3分键，电路 是否开始计数，计数到状态 0000 后是否停止计数。( 7)整体调试。各部分电路连接起来，观察篮球比赛记分显示器是否正常工作。( 8)遇到问题先断电，用数字万用表检查电路连接是否正确，元器件型号，极性 是否安装正确，如正确，再通电，通过所学电路知识及电原理图，分析、查换、排除故 障。146 实训的收获本次课程设计我选择了“篮球记分器” ，经过这次的课程设计 , 我个人得到

18、了不少的 收获, 一方面加深了我对课本理论的认识 ,另一方面也提高了实验操作能力， 现在我总结 了以下的体会和经验。这次的实验跟我们以前做的实验不同， 因为我觉得这次我是真真正正的自己亲自去 完成。所以是我觉得这次实验最宝贵，最深刻的。就是实验的过程全是我们学生自己动 手来完成的，这样，我们就必须要弄懂实验的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对 实践的指导作用：弄懂实验原理，而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手，亲 自开动脑筋，亲自去请教别人才能得到提高的。我们做实验绝对不能人云亦云，要有自己的看法，这样我们就要有充分的准备，若 是做了也不知道是个什么实验，那么做了也是白做。实验总是与课本知识相关的，必须 回顾课本的知识，知道实验时将要测量什么物理量，写报告时怎么处理这些物理量。在实验过程中，我们应该尽量减少操作的盲目性提高实验效率的保证，有的人一开 始就赶着做，结果却越做越忙，主要就是这个原因，我也曾经