数电优秀课程设计篮球计分器.doc

XXXXXX大学

数字系统课程设计汇报

题 目： 数字篮球计分器电路设计

学 年： 学 期：第一学期

专 业： 网络工程 班 级： XXXX

学 号：XXXXXXXXX 姓 名： XXXX

指导老师及职称： XXXX
讲 师
时 间：10月15日-10月19日

XXXXXX学院

设计课题题目： 数字篮球计分器电路设计

一、 同组组员：XXX XXX XX XXX 组长： XXXX
二、 设计任务和要求
1．分别统计两队得分情况；
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统计两队得分情况；
功效描述：
1、 加分功效，当按下对应按键开关S1、S2、S3时，分别能够进行加1、2、3分；
2、 减分功效，当将加减分置换开关S4拨到减分档时，按下开关S1、S2、S3，能够进行减分操作；
3、 清零功效，当按下S0时，能够将积分清为零。
二、电路原理分析和方案设计
据篮球比赛情况，有得1、2、3分情况，还有减分情况，电路要含有加、减分显示功效。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分计数脉冲，3片十进制可逆计数器74LS192组成加、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． 总体设计思绪（含电路原理框图）：
电路关键模块是加减分和累加积分电路设计，我们采取总体方案是，用时钟信号电路产生脉冲信号给加减分电路提供时钟信号，以后将加减分电路发出信号接到累加器上进行总分累加，然后在数码显示电路上显示出来。
电路原理框图以下图所表示：

时钟信号电路
加/减一分电路
加/减二分电路

加/减三分电路

计数清零电路
累加记分电路
数码显示电路
加减置换开关

鉴于电路能够分为多个模块，所以我们将设计任务分配到每一位组员以下：
1. XXX: 脉冲电路设计和总体电路设计
2. XXX：总体电路设计和脉冲电路设计
3. XXX：译码器设计和部分电路仿真
4. XXX：计数器设计和总体电路仿真
5. XXX：控制电路设计和资料查阅
6. XXX：控制电路设计和试验汇报整理
2.关键元件介绍
(1) 二进制加法计数器74LS160

74LS160 引脚图
①　 管脚图介绍：
74LS160 为可预置十进制同时计数器其管脚图图所表示
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,低电平有效
LOAD 同时并行置入端,低电平有效
②　 工作方法选择表：

(2) 十进制可逆计数器74LS192引脚图管脚及功效表
74LS192是同时十进制可逆计数器，它含有双时钟输入，并含有清除和置数等功效，其引脚排列及逻辑符号图所表示：
  74LS192引脚排列及逻辑符号

74LS192引脚说明：
PL为置数端
CPu为加计数端
CPD为减计数端
为非同时进位输出端
为非同时借位输出端在
P0-P3为计数器输入端
为清除端
Q0-Q3 为数据输出端。

其功效表以下：
   输入
   输出
MR

P3
P2
P 1
P0
Q 3
Q 2
Q 1
Q 0
 1
×
×
×
×
×
×
×
0
0
0
0
 0
0
 ×
 ×
d
c
b
a
d
c
b
a
 0
1

 1
×
×
×
×
加计数
 0
1
1

×
×
×
×
  减计数

74LS192功效表

(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。共阴共阳判定： 能够假设它是共阳，那么任一段串入一个100欧姆电阻到5V,对应段就会被点亮；不然为共阴数码管。

七段显示器
三、具体电路设计
1、计分部分
设计要求记分部分包含加减两部分，故考虑双时钟输入十进制计数器74LS192。74LS192是同时十进制可逆计数器，为双时钟输入，含有同时清零和同时置数等功效，具体功效表以下：

故计分部分电路设计以下：

2、显示部分
数码管根据其发光二极管连接方法不一样，可分为共阳极和共阴极两种。共阴极是指数码管中全部发光二极管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，对应发光二极管点亮；共阳极数码管则相反，它全部发光二极管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，对应发光二极管点亮。
因为计数器输出是8421BCD码，数码管不能直接显示成数字，为了让数码管显示大家看懂数字，就需要把计数器输出8421BCD码转换成数码管显示阿拉伯数字，这就需要译码器翻译。
本设计采取DCD_HEX七段发光二极管译码显示器。DCD_HEX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效，所以无需专门译码器。正确引脚接连方法以下图：

3、加减分部分
设计要求有一分、二分、三分加减，就需有提供对应脉冲电路，这里可考虑用三个十进制计数器74LS160来分别设计一分、二分、三分电路。74LS160 是十进制加法计数器，含有异步清零、同时置数、保持状态不变等功效,具体功效表以下：

（1）一分电路

对一分电路，当输出从0000改变到0011时，QA和QB经过和非门接到ENP，QA和QB经过和非门输出为零，使它保持0011状态不变，CLR非则经过一个开关S1来控制，S1闭合时，QB输出则是一个脉冲。
（2） 二分电路

对二分电路，当从0000改变到0011时，QA和QB经过和非门接到ENP，QA和QB经过和非门出来为零，使它保持0011状态不变，CLR非则经过一个开关S2来控制，S2闭合时，QA输出则是两个脉冲。
（3）三分电路

对三分电路，当从0000改变到0101时，QA和QC经过和非门接到ENP，QA和QC经过和非门出来为零，使它保持0101状态不变，CLR非则经过一个开关S3来控制，S3闭合时，QA输出则是三个脉冲。
4、加减置换部分
加减置换可选择一个单刀双掷开关来实现。对三种脉冲选择可用一个三输入或门来进行选择。

5、分数清零部分
该部分可利用74LS192高电平清零功效来实现。所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操作，电路图以下：

6、 时钟信号产生电路
时钟信号产生电路采取555定时器组成，电路图以下：

7、总体仿真结果
8、个人负担工作
我个人关键负担工作是总体电路设计，本电路关键有三个功效，即加分、减分和清零功效。加减分原理基础一样，用二进制加法计数器能够实现此功效，具体型号能够选择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分计数脉冲，3片十进制可逆计数器74LS192组成加、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含加减两部分，故考虑双时钟输入十进制计数器74LS192。74LS192是同时十进制可逆计数器，为双时钟输入，含有同时清零和同时置数等功效，74LS192高电平清零功效能够在需要时进行清零，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操作。加减可选择一个单刀双掷开关来实现，对三种脉冲选择可用一个三输入或门来进行选择。最终是信号显示，即篮球比赛分数显示电路，采取DCD_HEX七段发光二极管译码显示器。DCD_HEX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效，所以无需专门译码器。
四、总结
数电课程设计是培养学生综合利用所学知识,发觉,提出,分析和处理实际问题,锻炼实践能力关键步骤,是对学生实际工作能力具体训练和考察过程。这次课程设计题目是篮球比赛数字计分器。初看题目不知该怎样下手，毕竟课程设计不一样于试验课，电路图全部要自己设计。不过还是在不停坚持和努力之下很好完成了这次数字电路课程设计。经过这次课程设计，我有很大收获。
一个星期，我花了九牛二虎之力才把系统完成，这充足说明仅仅学习一个学期就想要做出多么完美系统是难以想象，要想真正地把单片机给学好、摸透，我想，必需得从电子电路基础开始学透彻，这也正是我下一步计划去实现。我想，只要是我们认真地去学一样东西，那么什么东西全部是有趣，我确实很快乐，这其中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，相关电子线路实现多个软件，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以后，我基础能完整熟练操作它。 经过这么数次锻炼，我认为我对专业认识更深刻了，对它掌控愈加好了，我想这将对我以后设计有着深远影响。以后一定会去钻研它。
五、关键元器件清单
74LS160三片 74LS192 三片 74LS48三片 数码显示器三个
导线、开关、电源、逻辑门 EDA仿真软件-MULTISIM10
六、参考文件
（1）王彦朋.大学生电子设计和应用.北京:中国电力出版社,
（2）常华.仿真软件教程.北京:清华大学出版社,
（3）张学军.电子技术基础仿真试验.北京:机械工程出版社,
（4）康华光.电子技术基础——数字部分.北京: 高等教育出版社,
（5）张钦双.实用电子电路200例.北京:机械工业出版社,