1、課程設(shè)計說明書課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計 題 目： 籃球比賽電子計分牌 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 日 期： 2011 年 4 月 6日 籃球比賽電子計分牌一、設(shè)計任務(wù)與要求設(shè)計一個符合籃球比賽規(guī)則的記分系統(tǒng)。1.有得1分、2分和3分的情況，電路要具有加、減分及顯示的功能。2.有倒計時時鐘顯示，在“暫停時間到”和“比賽時間到”時，發(fā)出聲光提示。3.有比賽規(guī)則規(guī)定的其他計時、記分要求。二、方案設(shè)計與論證1.記分電路對應(yīng)籃球比賽規(guī)則記分的系統(tǒng)的要求，籃球記分有1分、2分和3分的情況，通過對電路輸入一個脈沖、兩個脈沖、三個脈沖，使得計數(shù)器對分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計，這需要三個脈沖

2、分路。電路要具有加分、減分及顯示的功能。當(dāng)球隊比賽得分時，用加法記分器通過控制脈沖分路加相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。如果裁判誤判了，可以用減法計分器減掉誤判的分?jǐn)?shù)。用三個計數(shù)器和三個半導(dǎo)體數(shù)碼管LED進(jìn)行對分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計和顯示。2.倒計時鐘電路首先是全場的總倒計時電路，全場四十分鐘，分四節(jié)，每節(jié)十分鐘，每打完一節(jié)倒計時暫停，并伴隨燈亮通知，進(jìn)入休息時間，此段時間不予計算。其次為每隊持球進(jìn)攻的時間為二十四秒，與總時間同步，此段計時電路具有重置開關(guān)，可對比賽球隊進(jìn)行持球時間判斷。再次為二十秒暫停時間，可用于比賽球隊叫停，進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)調(diào)整等，此時切換至?xí)和ｋ娐?，總倒計時和持球時間暫停工作，當(dāng)暫停時間完后，再次切換至總場時間

3、電路。電路框圖如下：顯示記分電路暫停時間持球時間 總比賽時間電路記分電路倒計時鐘電路加減置換分?jǐn)?shù)清零三分脈沖二分脈沖一分脈沖時間脈沖三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算1.74192功能表輸入輸出清零置數(shù)加計數(shù)減計數(shù)數(shù)據(jù)QAQBQCQDCLRLOADUPDOWNABCD1000000d0d1d2d3d0d1d2d3011遞增計數(shù)011遞減計數(shù)011保持2.74160功能表CLKCLRLOADENPENT工作狀態(tài)0置零10預(yù)置數(shù)1101保持110保持(但C=0)1111計數(shù)3總比賽時間電路從電路圖可知，此部分電路是由四片74LS192組成的時序邏輯電路，對5進(jìn)行預(yù)置數(shù)為1001，使得分顯示為9，對7進(jìn)行預(yù)

4、置數(shù)為0101。，顯示為5,，對6進(jìn)行置數(shù)0001，顯示為1。給一時鐘脈沖9接至8DOWN，秒8的BO端輸出至秒十位的7DOWN，進(jìn)行60秒倒計時。再將秒十位的BO輸出接至分5DOWN,進(jìn)行10分鐘倒計時，分5的BO輸出端接至節(jié)次6UP端，逐節(jié)遞增至五后回歸1重新開始另一場球賽的倒計時。4持球、暫停時間電路從電路圖可知，持球時間部分電路是將U1預(yù)置數(shù)為0100，為4，將U2預(yù)置為0010為2，將U2的QD輸出一個非門后接在U1的LOAD上，這樣就形成了24秒的倒計時，此電路還加入了PB-DPST雙閘開關(guān)，可進(jìn)行二十四秒重置數(shù)。通過兩個74LS00與非門組成與非門的鎖存器和開關(guān)J1，進(jìn)行24秒持

5、球和20秒暫停的切換，對U7、U8進(jìn)行預(yù)置數(shù)組成20，將U8的BO輸出端進(jìn)位給控制X1燈顯示電路部分，當(dāng)20秒暫停時間完畢，燈亮，可進(jìn)行重置。5記分電路對一分鍵電路，在U4上，當(dāng)從0000變化到0011時，QA與QB通過與非門接到EP，RD則通過一個開關(guān)來控制，當(dāng)?shù)竭_(dá)0011的時候，經(jīng)過QA與QB的與非門出來 的為零，使它保持0011的狀態(tài)不變， QB輸出的則是一個脈沖了。對二分鍵電路，在U5上，當(dāng)從0000變化到0011時，QA與QB通過與非門接到EP，RD則通過一個開關(guān)來控制，當(dāng)?shù)竭_(dá)0011的時候，經(jīng)過QA與QB的與非門出來 的為零，使它保持0011的狀態(tài)不變， QA輸出的則是兩個脈沖了。

6、對三分鍵電路，在U6上，當(dāng)從0000變化到0101時，QA與QC通過與非門接到EP，RD則通過一個開關(guān)來控制，當(dāng)?shù)竭_(dá)0011的時候，經(jīng)過QA與QC的與非門出來 的為零，使它保持0101的狀態(tài)不變， QA輸出的則是三個脈沖了。通過雙向開關(guān)切換電路為加法電路和減法電路，將異或門U7接至U1、U2、U3的UP端，為加法部分，將異或門U8接至U1、U2、U3的DOWN端，為減法部分。從而控制比賽分?jǐn)?shù)的加減。開關(guān)J4控制U1、U2、U3的CLR端接通電源，當(dāng)開關(guān)閉合是，分?jǐn)?shù)置零，開始重新計數(shù)。四、總電路工作原理及元器件清單1總原理圖2電路完整工作過程描述當(dāng)電路通電時，倒計時鐘電路和記分電路開始工作。倒計

7、時鐘電路部分 剛開始工作時，開關(guān)J10閉合，雙向J1開關(guān)置至左，總場時間和持球時間開始倒計時，每賽完一節(jié)，打開開關(guān)J10，總場時間和持球時間將暫停，同時燈X2亮?？刂崎_關(guān)J8對燈X2進(jìn)行重置。若球隊持球時間少于24秒，可控制開關(guān)J2進(jìn)行重置。多于24秒時，燈亮，交換持球。當(dāng)節(jié)次顯示為五時，即比賽完畢時，總場時間部分立即自動重置原始狀態(tài)。當(dāng)有球隊叫停時，雙向開關(guān)J1置至右，總場時間和持球時間倒計時將暫停，進(jìn)入20秒暫停時間倒計時，當(dāng)?shù)褂嫊r完畢，燈X1亮，比賽繼續(xù)，控制開關(guān)J5，重置燈X1。若二十秒暫停時間未完就進(jìn)行比賽，可控制開關(guān)J3進(jìn)行重置。記分電路部分 剛開始工作時，LED電路顯示為999，

8、這也是電路統(tǒng)計的最大值?？刂崎_關(guān)J11將分?jǐn)?shù)置零。將開關(guān)J9打上，進(jìn)行加分狀態(tài)，控制一分、二分、三分鍵，累計球賽分?jǐn)?shù)。當(dāng)比賽分?jǐn)?shù)誤判時，將開關(guān)J9打下，控制一分、二分、三分鍵，進(jìn)行相應(yīng)誤判分?jǐn)?shù)的間。將顯示置零，可進(jìn)行下一場比賽的記分。3元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注（包裝形式）5, 6, 7, 8, U3, U4, U10, U11, U16, U17, U1874LS, 74LS192D11IPC-7351DO16U1, U7, U1474LS, 74LS04D3IPC-7351DO14U2, U8, U9, U15, U30, U3174LS, 74LS00D6IPC-7351DO1

9、4J1, J9SWITCH, SPDT2GenericSPDTX1, X25V_1W, 5V_1W5V_1W2GenericLAMPJ2, J3, J5, J8, J11SWITCH, PB_DPST5UltiboardDIGTAS1J4, J6, J7, J10DIPSW14UltiboardDIPSW1HU19, U20, U2174LS, 74LS160D3IPC-7351DO16U2474STD, 7400N1IPC-2221A/2222NO14U2574STD, 7404N1IPC-2221A/2222NO14五、仿真調(diào)試與分析打開Multisim11軟件進(jìn)行仿真，將倒計時鐘電路和記

10、分電路分別進(jìn)行仿真調(diào)試。1. 記分電路按下調(diào)試開關(guān)，按0，將LED顯示清零。按空格Space，將開關(guān)置到加，按1加一分，按2加二分，按3加三分。再按空格Space，將開關(guān)切換到減，按按1減一分，按2減二分，按3減三分。2. 倒計時鐘電路按下S計時總開關(guān)，10分鐘和24秒倒計時開始工作，當(dāng)一節(jié)結(jié)束，燈X2亮，按D,燈滅。按下R，將24秒倒計時重置。按下P，電路切換到20秒倒計時，到零時，燈X1亮，按C，燈滅。按下Z，20秒倒計時重置。六、結(jié)論與心得在本次課程設(shè)計中，通過對設(shè)計中倒計時鐘電路和記分電路的設(shè)計，使我對數(shù)字電路的一般設(shè)計和功能有了較為宏觀的了解。這次的課程設(shè)計也提高了我們的邏輯思維能力

11、，使我們在邏輯電路的分析與設(shè)計上有了很大的進(jìn)步。加深了我們對組合邏輯電路與時序邏輯電路的認(rèn)識，進(jìn)一步增進(jìn)了對一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還對數(shù)字電子技術(shù)這一門科學(xué)有了進(jìn)一步的認(rèn)識。剛開始看到這項課程設(shè)計時，心中還是一片茫然，因為在上個學(xué)期的數(shù)電課程學(xué)習(xí)中并沒有花太多的心思，很多知識都只是略知一二，最多的也只是為了應(yīng)付考試，沒有深入的去研究。雖然上個學(xué)期有做過數(shù)電實驗，但那也是局部的相關(guān)知識，要真正的學(xué)會去應(yīng)用，并不能得心應(yīng)手。開始電路的設(shè)計并不是一無所知，至少還知道需要使用到74LS160同步十進(jìn)制計數(shù)器和74LS192雙時鐘加減計數(shù)器。對于其工作的原理和功能表也有一定的了解，所以對于倒

12、計時鐘電路這一部分還是很快的就有了設(shè)計思路。但是，看似簡單的電路，組織起來還是有點麻煩的。對于預(yù)置數(shù)的方法在課堂的學(xué)習(xí)中已能熟練掌握，在脈沖輸出控制電路循環(huán)這一部分就沒那么容易的入手了，在經(jīng)過自己的多次計算和實驗后還是沒能完美的通過，經(jīng)過與伙伴的探討和翻閱相關(guān)書籍，還是解決了這一問題，所以說呢，有時候還是需要伙伴們的啟發(fā)和支持，閉門造車只會阻礙學(xué)習(xí)和工作的發(fā)展。在這部分電路設(shè)計出來后，因為剛開始只是為了實現(xiàn)電路的功能，并沒有考慮太多的電路布局和電路的美觀，導(dǎo)致電路雜亂無章，最后對電路的布局安排做了一定的處理?？b密的思維和耐心是設(shè)計所不可缺少的。在對記分電路的設(shè)計時，我覺得這是設(shè)計中最難的一部分了。當(dāng)時看到需要有一二三分的統(tǒng)計我就覺得是完成不了的，因為自己對此一無所知，對于記分這一電路的設(shè)計毫無思路，伙伴們的只是也是有限了，這時候?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)的合理運用對我們的學(xué)習(xí)有了很大的幫助。通過對記分電路的搜索，找到了一些相關(guān)的設(shè)計，但看著電路也只有發(fā)呆的份，并不能完全看懂。經(jīng)過一番努力，算是初步的了解這一部分電路的設(shè)計，在不斷的完善設(shè)計中不斷的學(xué)習(xí)和對電路的了解。完成了課程設(shè)計，就如同經(jīng)歷了一次學(xué)習(xí)革命，更加的清楚自己該如何的去學(xué)習(xí)，如何的去掌握知識的運用，為以后的專業(yè)發(fā)展和