1、 煙 臺 南 山 學 院 數字電子技術課程設計 題目 籃球比賽數字計分牌 姓 名： 所在學院： 計算機與電氣自動化學院 所學專業： 電氣工程及其自動化 班 級 電氣工程1006班 學 號 指導教師 完成時間： 2012年12月 內容摘要隨著社會的發展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的電子產品開始進入人們的生活。電子計時計分系統可取代傳統記分員手動翻動記分牌的工作模式，對比賽的比分和時間進行快速采集記錄，加工處理，傳遞利用的信息系統。根據不同運動項目的不同的比賽規則要求，體育比賽的記分系統包括測量類，評分類，命中類制勝類，得分類等多種類型。 電子計時計分器系統是一個負責各類

2、體育競賽技術支持系統前沿（比賽場地）的數據采集和分配的專用系統，它負責各類體育競賽結果、成績信息的采集處理、傳輸分配，即將比賽結果數據通過專用技術接口、界面、協議，分別傳送給裁判員、教練員、計算機信息系統、電視轉播與評論系統、現場大屏幕顯示系統等。 由于體育競賽的不可重復性，決定了電子計時計分系統是一個實用性很強、可靠性要求極高的以計算機技術為核心的電子服務系統。因此，電子計時計分系統自身組成獨立的采集、分配、評判、顯示發布系統，做到所以信息的實時、準確、快捷、權威。電子計時計分設備是各類體育競賽中不可缺少的電子設備，電子計時計分系統設計是否合理，關系到整個體育比賽系統運行的穩定和可靠，并直接

3、影響到整個體育比賽的順利進行。 電子計時計分系統是體育競賽的重要工程項目，是關系到競賽成敗的關鍵工程，每一個單項體育競賽都具有對應的專門電子計時計分工作系統。這些工作系統各不相同，但都是各單項成績處理系統的前級數據采集系統，除了提供計算機成績處理系統競賽數據以外，還需要在部分項目中連接電視轉播等其他工作系統，電子計時計分需要極高的工作穩定性和可靠性。 由于LED顯示牌是目前公共場所中信息發布的主要載體，因此該系統也可拓展使用到會展中心、廣場、銀行、市場等公共場所及車站機場等交通運輸行業。尤其是一些發布數據并需要經常手動更新的領域。因此，該項目有著重要意義。 關鍵詞：電子計時計分 LED數碼管

4、籃球記分 數電 目錄1 緒論21.1籃球積分牌的設計意義21.2設計目的21.3 系統的主要功能22 總體設計方案32.1設計要求32.2方案選擇32.3方案框圖33 設計步驟及原理43.1設計單元電路43.1.1二進制加法計數器74LS16143.1.2置數控制端LD43.1.4十進制可逆計數器74LS192引腳圖管腳及功能表53.1.5七段顯示器53.1.6七段顯示譯碼器74LS4853.2電路設計73.2.1三片四位二進制加法器74LS161分別組成1.2.3進制計數器73.2.2 三片十進制可逆計數器74LS192加減法計數器用于累加總分83.2.3 實驗總設計圖94 元器件的選擇10

5、5 設計中的問題及解決方法106 心得體會111 緒論1.1籃球積分牌的設計意義數字電路課程設計是自動化技術學習中非常重要的一個環節，是將理論知識和實踐能力相統一的一個環節，是真正鍛煉學生能力的一個環節。 在許多領域中計時器均得到普遍應用，諸如在體育比賽，定時報警器、游戲中的倒時器，交通信號燈、紅綠燈、行人燈、交通纖毫控制機、還可以用來做為各種藥丸，藥片，膠囊在指定時間提醒用藥等等，由此可見計時器在現代社會是何其重要的。而對于體育的興趣我就選擇了籃球記分牌這個題目,面對世界上的籃球聯賽沒有人會對其水平有所懷疑.所以有這樣一個機會的我真的很興奮同時我也有機會提升自己在數字電路中理論的能力.籃球比

6、賽的計時系統有計時器等多種電子器件組成完善的籃球比賽計時應能夠與現場成績處理，現場大屏幕等多種設備有關，以便實現高比賽現場感，表演娛樂觀眾等功能目標。1.2設計目的 1、熟悉中規模集成可逆計數器，譯碼器和顯示器的功能； 2、培養創造性地運用所學知識進行數字系統設計的能力和興趣； 3、了解數字系統的實驗及調試方法，以及一般故障的排除方法。1.3 系統的主要功能本次設計主要應用與籃球比賽中，分別記錄兩隊得分情況；進球得分加2分，罰球進球得分加1分，外線三分球投中加三分。糾正錯判得分減2分或1分；分別用三個數碼管顯示器記錄兩隊的得分情況。 2 總體設計方案2.1設計要求1、 分別記錄兩隊得分情況；2

7、、 進球得分加2分，罰球進球得分加1分，外線三分球投中加三分；3、 糾正錯判得分減2分或1分；4、 分別用三個數碼管顯示器記錄兩隊的得分情況。2.2方案選擇據籃球比賽情況，有得1、2、3分的情況，還有減分的情況，電路要具有加、減分顯示的功能。 用兩片四位二進制加法計數器74LS161組成二、三進制計數器，控制加2、3分的計數脈沖，3片十進制可逆計數器74LS192組成的加、減分計數器用于總分累加，最多可計999。譯碼器顯示器用于顯示分數。2.3方案框圖 圖籃球記分牌方案框圖 3 設計步驟及原理3.1設計單元電路二進制加法計數器74LS161 圖3.1.1 74LS161引腳圖 管腳圖介紹： 時

8、鐘CP和四個數據輸入端P0P3 清零/MR 使能CEP，CET 置數PE 數據輸出端Q0Q3 以及進位輸出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)置數控制端LD當LD=0且無復位信號時，可以從輸入端輸入一個任意數并保持在芯片中,以后計數將從此數開始,此數稱為預置數。如輸入數1001，計數器將按下面的方式循環：工作狀態控制端EP和ET當無預置數且無異步復位時，若ET=0，則電路保持原態且無進位，當ET=1時，若EP=0，則電路保持原態且有進位，若EP=1，電路為計數狀態。表為74LS161的真值表： 表3.1.3 74LS161的真值表CPRDLD

9、EP WT工作狀態 * 0*置0 10*預置數 * 1101保持 * 11*0保持（c=0) 1111計數十進制可逆計數器74LS192引腳圖管腳及功能表 74LS192是同步十進制可逆計數器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數等功能，其引腳排列及邏輯符號如圖所示： 圖 可逆計數器74LS192引腳圖 七段顯示器半導體數碼管是由七段發光二極管（Light Emitting Diode）組成，簡稱LED。 共陰共陽的判斷： 可以假設它是共陽的，那么任一段串入一個100歐姆電阻到5V，相應段就會被點亮；否則為共陰的數碼管。 圖共陰極七段數碼管顯示器七段顯示譯碼器74LS48 7448是一種與共陰極

10、數字顯示器配合使用的集成譯碼器。74LS48是一個BCD七段譯碼LED驅動器。74LS48的邏輯功能： 正常譯碼顯示。LT=1，BI/RBO=1時，對輸入為十進制數l15的二進制碼（00011111）進行譯碼，產生對應的七段顯示碼。 （2）滅零。當LT=1，而輸入為0的二進制碼0000時，只有當RBI =1時，才產生0的七段顯示碼,如果此時輸入RBI =0 ，則譯碼器的ag輸出全0，使顯示器全滅；所以RBI稱為滅零輸入端。 （3）試燈。當LT=0時，無論輸入怎樣，ag輸出全1，數碼管七段全亮。由此可以檢測顯示器七個發光段的好壞。 LT稱為試燈輸入端。（4）特殊控制端BI/RBO。BI/RBO可

11、以作輸入端，也可以作輸出端。 作輸入使用時，如果BI=0時，不管其他輸入端為何值，ag均輸出0，顯示器全滅。因此BI稱為滅燈輸入端。作輸出端使用時，受控于RBI。當RBI=0，輸入為0的二進制碼0000時，RBO=0，用以指示該片正處于滅零狀態。所以，RBO 又稱為滅零輸出端。 74LS48使用方法： 用于共陰數碼管的譯碼電路7448內部有限流電阻，故后接數碼管時不需外接限流電阻。由于7448拉電流能力?。?mA）,灌電流能力大（6.4mA）,所以一般都要外接電阻推動數碼。 3.2電路設計三片四位二進制加法器74LS161分別組成1.2.3進制計數器 第一個161控制加3分的計數脈沖，第二個1

12、61控制加2分的計數脈沖,第三個161控制加2分的計數脈沖。電路圖如下圖具體的設計思路:(以加三分為例)在于怎么樣在開關的開短前后能夠讓有限的脈沖的通過并且能夠保持下脈沖數在對74ls161的功能的合理使用. 當開關開時， LD=1;R=ET=EN=1; 此時161進行計數,但是當計數到0011即十進制數3時,通過加入反饋使EN=O,從而使其保持.當開關關時,使LD=0;使其預置數為零通過與非門后使EN=1.從而使其循環使用。具體的設計思路:(以加三分為例)在于怎么樣在開關的開短前后，能夠讓有限的脈沖的通過并且能夠保持下脈沖數在對74ls161的功能的合理使用。當開關開時。LD=1;R=ET=

13、EN=1; 此時161進行計數,但是當計數到0011即十進制數3時,通過加入反饋使EN=O,從而使其保持.當開關關時,使LD=0;使其預置數為零通過與非門后使EN=1.從而使其循環使用。 圖3.2.1 74LS161接線圖 三片十進制可逆計數器74LS192加減法計數器用于累加總分 圖 累加總分電路圖 圖 時鐘發生器 實驗總設計圖 圖 實驗總設計圖 比賽隊得1分時，按下S1鍵加1分，得2分時按S2鍵加2分，得3分時按下S3鍵加3分。如分數計錯需減分時，每按一次S4鍵減1分。以此實現電路的功能。4 元器件的選擇 74LS161三片 74LS192三片 74LS48三片 BS201A三片 EDA仿

14、真軟件-MULTISIM10 電容 電阻 單刀雙擲開關 電路版 導線 各種焊接工具5 設計中的問題及解決方法在實際連線過程中，幾次出現了故障。其中接線錯誤有很多。另外一個讓人頭疼的錯誤就是實驗板與芯片接觸不良，如果沒有耐心和細心，難以準確找出故障點。 同時要仔細思考，進行認真的分析和判斷。在不通電的情況下，通過目測，對照電路原理圖和裝配圖，檢查每一塊片是否正確，極性有無接反，管腳有無損壞，連線有無接錯包括漏錯線、短路和通電后，通過類比法，高低電平比較法等方法逐一找出故障點。在安裝過程中，我們主要碰到了以下故障。 1、數碼管燈不亮 可能原因：1數碼管原本就是壞的；2通電情況不好，電源未接通，接地

15、未接好。3接線錯誤接線過程中出現短路、斷路 2、芯片不能正常工作 可能原因：(1)芯片本身就是壞的。(2)未給芯片通電，接電源和接地處的導線出現斷路。(3)芯片未插好，在安裝芯片過程中將管腳折斷或扭曲(4)接線錯誤，如將輸入端和輸出端接反.(5)芯片邊緣管腳孔接觸不良。 3、數碼管能顯示但輸入脈沖后不能倒計時 可能原因：（1）連接脈沖輸入的導線出現斷路（2）脈沖未接在芯片74192的4號管腳（3）芯片74192的5號管腳未接高電平、11號管腳的連線未接好。電路改進： 幾經調試之后，發現調試結果與實際情況有所差入。在調試中，遇到了很多的問題如導線是壞的，費了很大勁才排查出。之后又是芯片出現了問題

16、，還好及時的換了芯片。更換之后再調試，發現有兩個燈顯示不對，便又懷疑顯示燈有問題，我們將那兩個芯片的輸出端與另外的指示燈連接起來發現指示燈與輸入的信號一致，證明了那兩個顯示燈是有問題的。解決這問題后，我們便思量怎么樣才能使整個接線顯得美觀，要是將導線束理清楚，接電源線盡量用紅線，地線用黑線在接顯示管的四個輸入端時導線依次用紅橙黃綠以便排查故障時方便檢查，導線盡量不要交叉，盡量用短線，同類芯片在安裝時要接在電路板的同一行防止出錯。 6 心得體會持續一個周的數電課程設計結束了，雖然在做的過程中遇到了很多問題，但總體上哈市比較成功的，從中受益匪淺。平時在課堂上學習的知識內容付諸于實踐并不是一件簡單的

17、事。整個過程中查閱了大量資料，上網查找相關的內容，和周圍的同學一次次的探討和交流和設計思想。初看題目不知該如何下手，畢竟課程設計不同于實驗課，電路圖都要自己設計。不過還是在不斷的堅持和努力之下很好的完成了這次的數字電路課程設計。通過這次的課程設計，我有很大的收獲。 1、通過這次課程設計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設計過程中，我們通過這個方案包括設計了一套電路原理，和芯片上的選擇。這個方案總共使用了3片74LS161，3片74LS192，3片譯碼器74LS48，3個數碼管顯示器，仿真軟件的使用，還有一些基本的邏輯門的芯片。我覺得做課程設計不僅可以鞏固了以前所學過的知識，由于課本

18、上的知識太多，平時課間學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內容有限，所以在這次課程設計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次數電課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。全面系統的理解了編譯原理程序構造的一般原理和基本實現方法，激發了學習的積極性。把學過的計算機編譯原理的知識強化，能夠把課堂上學的知識通過自己設計的程序表示出來，加深了對理論知識的理解。我認為相互討論共同研究也是很重要的，實驗中經常出現一些問題，比如電路設計各種計數功能的集成塊的使用以及譯碼顯示的綜合應用剛開始都不很清楚，通過和同伴研究討論深刻了解了它們的用途，所以實驗中能很準確的設計電路圖，并明白它們在實驗中的功能。 這次課程設計我體會最深的一點就是理論要與實際相結合，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己