籃球比賽記分牌課件

1、數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)（學(xué)年設(shè)計(jì)、學(xué)年論文）任務(wù)書學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院專業(yè)課程名稱數(shù)字邏輯題目籃球比賽記分牌電路設(shè)計(jì)完成期限自2014年12月15日至2015年1月10日共4周內(nèi)容及任務(wù)一、項(xiàng)目的目的實(shí)現(xiàn)籃球比賽的計(jì)分二、項(xiàng)目任務(wù)的主要內(nèi)容和要求1 .甲乙雙方各顯示為3位數(shù)；2 .分別有三個(gè)按鈕，給記分牌加1,2,3分；3 .有一個(gè)開關(guān)實(shí)現(xiàn)加減功能；4 .籃球比賽結(jié)束后給系統(tǒng)清零，準(zhǔn)備下一場(chǎng)比賽。三、項(xiàng)目設(shè)計(jì)（研究）思路對(duì)應(yīng)籃球比賽規(guī)則的系統(tǒng)的要求，籃球計(jì)分有1分、2分、3分的情況，通過對(duì)電路輸入一個(gè)脈沖、兩個(gè)脈沖、三個(gè)脈沖，使計(jì)數(shù)器對(duì)分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，這需要三個(gè)脈沖分路。電路要具有計(jì)分、減分及顯示

2、的功能。當(dāng)球隊(duì)比賽得分時(shí)，用加法計(jì)分器通過控制分路加相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。如果裁判誤判了，可用減法計(jì)數(shù)器減掉誤判的分?jǐn)?shù)。用三片計(jì)數(shù)器和三個(gè)半導(dǎo)體數(shù)碼LED進(jìn)行對(duì)分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)和顯示。四、具體成果形式和要求籃球比賽記分牌用來(lái)顯示比賽比分，該電路分別使用3個(gè)7段LED碼管對(duì)兩隊(duì)分?jǐn)?shù)進(jìn)行顯示，共有5個(gè)按鈕，控制6種計(jì)分情況，并將分?jǐn)?shù)顯示在數(shù)碼管上，以及比賽重置。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容12.15-12.20查找相關(guān)資料，了解掌握電路原理。12.21-12.28繪制電路原理圖。12.29-12.04運(yùn)行、調(diào)試。01.05-01.10編寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告、答辯。1閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2006.

3、2康華光,陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)M:數(shù)字部主 要 參 考 資 料3張亞君,陳龍,牛小燕.Multisim在數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用J.第105頁(yè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理.20084聶典.multisim10計(jì)算機(jī)仿真在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用M.北京:電子工業(yè)出版社，2008-1.5周忠.數(shù)字電子技術(shù)（工業(yè)和信息化高職高?！笆濉币?guī)劃教材立項(xiàng)項(xiàng)目）6（美）弗洛伊德.數(shù)字電子技術(shù).電子工業(yè)出版社7房永鋼，王樹紅.數(shù)字電子技術(shù).北京大學(xué)出版社8康恩順.電工與電子技術(shù)基礎(chǔ).東北大學(xué)出版社9許曉華.國(guó)家電工電子教學(xué)基地系列教材：Multisim10計(jì)算機(jī)仿真及應(yīng)用.清華大學(xué)出版社10王廷才.電工電子技術(shù)M

4、ultisim10仿真實(shí)驗(yàn)第2版.11（美）何爾德斯沃斯著，李仁發(fā)，肖玲，吳強(qiáng)譯.數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)（第四版）一一國(guó)外著名高等院校信息科學(xué)與技術(shù)優(yōu)秀教材.人民郵電出版社.人民郵電出版社指導(dǎo)教師意見（簽字）：年月日系（教研室）主任意見（簽字）：數(shù)字電路設(shè)計(jì)說(shuō)明書學(xué)院名稱：班級(jí)名稱：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：題目：籃球比賽記分牌電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名：起止日期：2014.12.152015.1.10第一部分：正文部分一、選題背景電子課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論知識(shí)和實(shí)踐能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。在許多領(lǐng)域中計(jì)時(shí)器均得到普遍應(yīng)用，諸如在體育比賽，定時(shí)報(bào)警器、游戲中的倒

5、時(shí)器，交通信號(hào)燈、紅綠燈、行人燈、交通纖毫控制機(jī)、還可以用來(lái)做為各種藥丸，藥片，膠囊在指定時(shí)間提醒用藥等等，由此可見計(jì)時(shí)器在現(xiàn)代社會(huì)是何其重要的。而對(duì)于體育的興趣我就選擇了籃球記分牌這個(gè)題目,所以有這樣一個(gè)機(jī)會(huì)的我真的很興奮同時(shí)我也有機(jī)會(huì)提升自己在數(shù)字電路中理論的能力.籃球比賽是根據(jù)參賽隊(duì)在規(guī)定的比賽時(shí)間里得分多少來(lái)決定勝負(fù)的，因此，籃球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)是一種得分類型的系統(tǒng)?；@球比賽的計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)由計(jì)時(shí)器、計(jì)分器等多種電子設(shè)備組成，同時(shí)，根據(jù)目前高水平籃球比賽要求，完善的籃球比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)能夠與現(xiàn)場(chǎng)成績(jī)處理、現(xiàn)場(chǎng)大屏幕、電視轉(zhuǎn)播車等多種設(shè)備相連，以便實(shí)現(xiàn)高比賽現(xiàn)場(chǎng)感、表演娛樂觀眾等功

6、能目標(biāo)。隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的逐漸提高，各種有利于生活的電子產(chǎn)品開始逐步進(jìn)入人們的生活。數(shù)字記分牌的出現(xiàn)則代替了記分員人工翻動(dòng)記分牌累計(jì)積分的繁瑣勞動(dòng)，使各種比賽進(jìn)入了更智能、更高效、更精準(zhǔn)的人機(jī)互動(dòng)時(shí)代，在各種比賽中具有重要意義。本次試驗(yàn)所設(shè)計(jì)的電路具有計(jì)分、減分及顯示的功能。當(dāng)球隊(duì)比賽得分時(shí)，用加法計(jì)分器通過控制分路加相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。如果裁判誤判了，可用減法計(jì)數(shù)器減掉誤判的分?jǐn)?shù)。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74LS192D74LS192或同步十進(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。用三片計(jì)數(shù)器和三個(gè)半導(dǎo)體數(shù)碼LED進(jìn)行對(duì)分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)

7、和顯示。用三片74LS160D加法計(jì)數(shù)器組成二、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，控制加2、3分的計(jì)數(shù)脈沖，實(shí)現(xiàn)加減一分、兩分、三分計(jì)數(shù)功能。比賽結(jié)束時(shí)利用74LS192D的高電平同步清零，重置比賽計(jì)分牌，以便于下次比賽計(jì)分。二、相關(guān)知識(shí)本次籃球比賽記分牌課程設(shè)計(jì)由組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路組成，包括，全加器、時(shí)鐘脈沖、LED顯示器和加減計(jì)數(shù)器?；A(chǔ)元器件：1 、5V直流電源、5V1kHz交流電源如圖2.1、2.1所示。VCC彳瓦-II-rtfSs- UP WWN -74LS160D圖2.10計(jì)數(shù)器74LS192D-74LS192D圖2.11計(jì)數(shù)器74LS192D6、LED顯小器（3片）如圖2.3所示圖2.3LE

8、D顯示器芯片功能：1、74LS192D74LS192D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，UP為加計(jì)數(shù)端，DOWNfe減計(jì)數(shù)端,A、B、C、D為計(jì)數(shù)器輸入端,CLR為清除端，QQQtQ2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。具體功能表如2.1所示。表2.174LS192D功能表輸入輸出清零加計(jì)數(shù)減計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)QAQBQCQDCLRLOADUPDOWINABCD11XXXXXXX0100r000XXd0d1d2d3d0d1d2d301T1xxxx遞增計(jì)數(shù)0111二個(gè)XXXX遞減計(jì)數(shù)0111XXXX保持2、741s160D74LS160D是常用的四位二進(jìn)制可預(yù)置的同步加法計(jì)數(shù)器，他可以靈

9、活的運(yùn)用在各種數(shù)字電路。具體功能表如2.2所示。表2.274LS160D功能表輸入輸出清零使能時(shí)鐘數(shù)據(jù)QAQBQCQDCLRLOADENPENTCPABCD0XXXXXXXx000010XXTd0d11d2d3d0d1d2d31111Txxxx計(jì)數(shù)110XXXXXx保持11X0XXXXX保持注：當(dāng)清零端CR=“0,計(jì)數(shù)器輸出Q3Q2Q1、Q0立即為全“0,這個(gè)時(shí)候?yàn)楫惒綇?fù)位功能。當(dāng)CR=1且LD=0”時(shí)，在CP信號(hào)上升沿作用后，74LS161輸出端Q3Q2Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3,D2,D1,D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的框架圖如圖3.1所示。加減置換圖3

10、.1設(shè)計(jì)框架圖由設(shè)計(jì)框圖可知，該電路總共分為三大部分，分別為加減置換部分、計(jì)分電路部分、顯示部分，其中計(jì)分電路部分是由一分脈沖、二分脈沖、三分脈沖和分?jǐn)?shù)清零電路組成，且由加減置換部分決定加分或減分，最終在顯示器上顯示結(jié)果1、脈沖部分設(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。分別產(chǎn)生一個(gè)脈沖、二個(gè)脈沖、三個(gè)脈沖，連接到加減計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)籃球得分加減一分、二分、三分。脈沖總電路圖（如圖3.2）、一脈沖電路圖（如圖3.3）、二脈沖電路圖（如圖3.4）、三脈沖電路圖（如圖3.5）。74LS1 般 D | 74L

11、S192D:二:cn3:oDV|i|I|1|I|5|；|圖3.2脈沖總電路圖（1）一脈沖電路圖對(duì)一分鍵電路，當(dāng)從0000變化到0011時(shí)，QA與QB通過與非門接到ENPRD則通過一個(gè)開關(guān)J3來(lái)控制，當(dāng)?shù)竭_(dá)0011的時(shí)候?qū)σ环宙I電路，當(dāng)從0000變化到0011時(shí)，QA與QB通過與非，經(jīng)過QA與QB的與非門出來(lái)的為零，使它保持0011的狀態(tài)不變，QB俞出的則是一個(gè)脈沖了。cVC二4匚 5下 LOAD74L516fe：5：v；圖3.3一脈沖電路圖(2)二脈沖電路圖對(duì)二分鍵電路，當(dāng)從0000變化到0011時(shí)，QA與QB通過與非門接到ENPRD則通過一個(gè)開關(guān)J4來(lái)控制，當(dāng)?shù)竭_(dá)0011的時(shí)候，經(jīng)過QA與Q

12、B的與非門出來(lái)的為零，使它保持0011的狀態(tài)不變，QA輸出的則是兩個(gè)脈沖了。圖3.4二脈沖電路圖(3)三脈沖電路圖對(duì)三分鍵電路，當(dāng)從0000變化到0101時(shí)，QAfQC!過與非門接到ENPRD則通過一個(gè)開關(guān)J5來(lái)控制，當(dāng)?shù)竭_(dá)0101的時(shí)候，經(jīng)過QA與QC的與非門出來(lái)的為零，使它保持0101的狀態(tài)不變，QA輸出的則是三個(gè)脈沖了。5V圖3.5三脈沖電路圖2.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74LS192D74LS192D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。如圖3.6計(jì)分電路。三個(gè)74LS192Da聯(lián)實(shí)現(xiàn)0-999的計(jì)數(shù)范圍。74

13、LS192DUP為加計(jì)數(shù)端，DOWN為減計(jì)數(shù)端，單刀雙擲開關(guān)連接UP和DOW醍現(xiàn)加減置換計(jì)數(shù)功能，對(duì)三種脈沖的選用可用一個(gè)三輸入或門來(lái)進(jìn)行選擇，以實(shí)現(xiàn)加減分?jǐn)?shù)的控制。如圖3.7加減置換，如圖3.8脈沖選擇。D ,ba74LS192DU1Q74LS192D圖3.6計(jì)分電路圖3.7加減置換圖3.8脈沖選擇3、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(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

14、、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8421BC則，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駟轉(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(wú)需專門的譯碼器。正確的引腳接連方式如圖3.9。：Ut8： ：圖3.10顯示電路圖3.9顯示器的連接為實(shí)現(xiàn)甲乙雙方各顯示為3位數(shù)，所以實(shí)驗(yàn)中的顯示電路如圖3.10顯示電路m 337ALS192D

15、VCCU18U17名4.分?jǐn)?shù)清零部分該部分可運(yùn)用74LS192D高電平清零的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。因只在需要時(shí)進(jìn)行清零，故可安置一開關(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，電路圖如圖3.7清零電路。5、籃球記分牌系統(tǒng)總圖（圖3.12）以及系統(tǒng)操作說(shuō)明JFTHEsa圖3.12籃球計(jì)分牌系統(tǒng)總圖（左為甲方計(jì)分，右為乙方計(jì)分）操作說(shuō)明：鍵盤操作，鍵盤0鍵為系統(tǒng)清零按鈕，鍵盤空格鍵為加減置換按鈕，鍵盤A、B、C鍵為甲方計(jì)分按鈕，分別實(shí)現(xiàn)甲方的一分、二分、三分計(jì)分，鍵盤1、2、3鍵為乙方計(jì)分按鈕，分別實(shí)現(xiàn)乙方的一分、二分、三分計(jì)分。注：按空格Space鍵，將開關(guān)置到加，按兩下鍵盤1鍵加一分，按兩下

16、鍵盤2鍵加二分，按兩下鍵盤3鍵加三分。再按空格Space鍵，將開關(guān)切換到減，按兩下鍵盤1鍵減一分，按兩下鍵盤2鍵減二分，按兩下鍵盤3鍵減三分。（按的兩下不能連續(xù)按，中間應(yīng)稍作停頓。）四、仿真調(diào)試與分析打開Multisim10軟件，將電路進(jìn)行仿真調(diào)試。以確定電路既能能正常運(yùn)行，又能滿足題目的設(shè)計(jì)要求。1、甲乙雙方各顯示為3位數(shù)（圖4.1）三二二圖4.2系統(tǒng)清零圖4.1分?jǐn)?shù)三位數(shù)顯示2、系統(tǒng)清零，開始計(jì)分（圖4.2）操作：按下鍵盤0鍵。DCn_HEK_BLUE3、甲方進(jìn)球得一分（圖4.3）操作：按space鍵，調(diào)節(jié)電路為加計(jì)分，按鍵盤 A鍵兩次。圖4.3甲方得一分4、乙方得 操作NLliKD3分（

17、圖4.4）:按space鍵，調(diào)節(jié)電路為加計(jì)分，按鍵盤 3鍵兩次。741 TIED圖4.4乙方得3分5、現(xiàn)比萬(wàn)40:40,由于裁判誤判，乙萬(wàn)加三分，甲萬(wàn)減三分（圖4.5）操作：按space鍵，調(diào)節(jié)電路為加計(jì)分，按鍵盤3鍵兩次；按space鍵,調(diào)節(jié)電路為減計(jì)分，按鍵盤鍵C兩次。wDCQ.HEWC_ffiX_BlUEX-7出、口F4II1ECFk m 4 :史二，,心:恥11刖峭Hpf ?cimFTs：“二小Nvec丁神& LMi.nlswg.1：*：-UI1C Mh i4MM學(xué)生簽名：填表日期：月日?qǐng)D4.5計(jì)分電路6、此場(chǎng)比賽結(jié)束，繼續(xù)下一場(chǎng)比賽，記分牌清零（圖4.6）操作：按鍵盤0鍵。依C_-fVUtUMIHSN12z_ J U11*-Z.z3Frr=Bpi 74l,|N9上第二部分：參考文獻(xiàn)1 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社,2006.2 康華光,陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)M:數(shù)字部3 張亞君,陳龍,牛小燕.Multisim在數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用J.第105頁(yè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理.20084 聶典.multisim10計(jì)算機(jī)仿真在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2008-1.5 周忠.數(shù)字電子技術(shù)