1、湖南工程學院課 程 設 計課程名稱數字電子技術課題名稱籃球比賽記分牌設計專 業自動化班 級1002學 號201001020227姓 名梁巨峰指導教師郭照南2012年 10 月 21 日湖南工程學院課程設計任務書課程名稱： 數字電子技術題 目：籃球比賽記分牌設計B題專業班級：自動化1002班學生姓名： 梁 巨 峰 學號： 201001020227 指導老師：郭照南審 批：任務書下達日期2012年12月10日星期一設計完成日期 2012年12月21日星期五 設計內容與設計要求一設計內容：自選元器件設計制作一個籃球競賽計分系統，具體設計要求如下：1、設計圖1所示籃球記分牌電路，用六個數碼管分別顯示甲

2、乙雙方的得分總數（累加方式），要求甲乙雙方各顯示為三位數（可顯示至百位）。2 、要求設置1分、2分、3分三個按鍵，用以分別對得1分、2分、3分進行記分，每按一次，記分牌累加相應的分數（即分別完成加1、加2、加3計數）。3、設置甲乙方記分選擇開關：撥動選擇開關可控制分別對甲方或對乙方進行記分操作。4、要求記分電路具有修改功能，用一個加減開關實現加減控制。使得記分器既能實現加1、加2、加3分，也能實現減1、減2、減3分的功能。5、每次蘭球比賽記分后用一個開關給系統清零，使系統復位，準備下一次比賽實驗。6、獨立完成蘭球比賽記分牌的設計、裝配及調試。2分鍵1分鍵籃球記分器3分鍵加減鍵Clk復位鍵圖1：

3、籃球競賽計分牌二、設計要求：1 設計思路清晰，給出整體設計框圖；2 設計各單元電路，給出具體設計思路、電路工作原理，元器件清單；3 完成總電路設計，設計圖紙完備；4 安裝調試電路；5 寫出設計報告； 主要設計條件1. 提供直流穩壓電源、信號源、示波器等儀器；2. 提供各類TTL集成電路芯片、電阻、電容及插接件等元器件。 3.提供電子綜合實驗裝置。 說明書格式1、 課程設計封面；2、 課程設計任務書；3、 說明書目錄；4、 設計總體思路，基本原理和框圖；5、 單元電路設計（各單元電路圖）；6、 總電路設計（總電路圖）；7、 安裝、調試步驟；8、 故障分析與電路改進；9、 總結與設計調試體會；10

4、、 附錄（元器件清單）；11、 參考文獻；12、 課程設計成績評分表。 進 度 安 排第一周：星期一 上午 安排任務。星期一星期二：查資料、設計星期三星期四：單元電路設計和仿真，電路修改四樓現代設計室星期四下午：領取元器件和設備四樓電子綜合實驗室第二周：第一周星期五下午第二周星期四：安裝調試電路；四樓電子綜合實驗室星期四星期五：檢查硬件電路、寫總結報告,答辯。 參 考 文 獻電子技術與EDA技術課程設計郭照南主編電子技術課程設計指導 彭介華 主編電子線路設計、實驗、測試 謝自美主編 目錄1.設計內容 .12.設計要求.23.設計方案.24.電路的設計.35.仿真調試與分析.106.故障分析與電

5、路改進.117.總結與設計調試體會.128.附錄 .14一設計內容自選元器件設計制作一個籃球競賽計分系統，具體設計要求如下：1、設計圖1所示籃球記分牌電路，用六個數碼管分別顯示甲乙雙方的得分總數（累加方式），要求甲乙雙方各顯示為三位數（可顯示至百位）。2 、要求設置1分、2分、3分三個按鍵，用以分別對得1分、2分、3分進行記分，每按一次，記分牌累加相應的分數（即分別完成加1、加2、加3計數）。3、設置甲乙方記分選擇開關：撥動選擇開關可控制分別對甲方或對乙方進行記分操作。4、要求記分電路具有修改功能，用一個加減開關實現加減控制。使得記分器既能實現加1、加2、加3分，也能實現減1、減2、減3分的功

6、能。5、每次蘭球比賽記分后用一個開關給系統清零，使系統復位，準備下一次比賽實驗。6、獨立完成蘭球比賽記分牌的設計、裝配及調試。2分鍵1分鍵籃球記分器3分鍵加減鍵Clk復位鍵圖1：籃球競賽計分牌2、 設計要求1 設計思路清晰，給出整體設計框圖；2 設計各單元電路，給出具體設計思路、電路工作原理，元器件清單；3 完成總電路設計，設計圖紙完備；4 安裝調試電路；3、 設計方案對應籃球比賽規則的系統的要求，籃球記分有1分、2分、3分的情況，通過對電路輸入一個脈沖、兩個脈沖、三個脈沖，使計數器對分數進行統計，這需要三個脈沖分路。電路要具有計分、減分及顯示的功能。當球隊比賽得分時，用加法計分器通過控制分路

7、加相應的分數。如果裁判誤判了，可用減法計數器減掉誤判的分數。用三片計數器和三個半導體數碼LED進行對分數的統計和顯示。電路框圖分數清零三分脈沖一分脈沖二分脈沖加減置換顯示顯示記分電路四、電路的設計1、記分部分設計要求記分部分包括加減兩部分，故考慮雙時鐘輸入的十進制計數器74LS192。74LS192是同步十進制可逆計數器，為雙時鐘輸入，具有同步清零和同步置數等功能，具體功能表如下： 故計分部分電路設計如下：2、顯示部分數碼管按照其發光二極管的連接方式不同，可分為共陽極和共陰極兩種。共陰極是指數碼管中所有發光二極管的陰極連在一起接低電平，而陽極分別由 a、b、c、d、e、f輸入信號驅動，當某個輸

8、入為高電平時，相應的發光二極管點亮；共陽極數碼管則相反，它的所有發光二極管的陽極連在一起接高電平，而陰極分別由 a、b、c、d、e、f輸入信號驅動，當某個輸入為低電平時，相應的發光二極管點亮。由于計數器輸出的是8421BCD碼，數碼管不能直接顯示成數字，為了讓數碼管顯示人們看懂的數字，就需要把計數器輸出的8421BCD碼轉換成數碼管顯示的阿拉伯數字，這就需要譯碼器的翻譯。本設計采用DCD_HEX_BLUE七段發光二極管譯碼顯示器。DCD_HEX_BLUE為共陰極LED數碼管。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，所以無需專門的譯碼器。正確的引腳接連方式如下圖：3、脈沖

9、部分設計要求有一分、二分、三分的加減，就需有提供相應的脈沖的電路，這里可考慮用三個十進制計數器74LS160來分別設計一分、二分、三分的電路。74LS160 是十進制加法計數器，具有異步清零、同步置數、保持狀態不變等功能,具體功能表如下：（1）一分電路對一分鍵電路，當從0000變化到0011時，QA與QB通過與非門接到ENP，RD則通過一個開關J3來控制，當到達0011的時候，經過QA與QB的與非門出來的為零，使它保持0011的狀態不變，QB輸出的則是一個脈沖了。（2）二分電路對二分鍵電路，當從0000變化到0011時，QA與QB通過與非門接到ENP，RD則通過一個開關J4來控制，當到達001

10、1的時候，經過QA與QB的與非門出來的為零，使它保持0011的狀態不變，QA輸出的則是兩個脈沖了。（3）三分電路對三分鍵電路，當從0000變化到0101時，QA與QC通過與非門接到ENP，RD則通過一個開關J5來控制，當到達0101的時候，經過QA與QC的與非門出來的為零，使它保持0101的狀態不變，QA輸出的則是三個脈沖了。4、加減置換部分加減置換可選用一個單刀雙擲開關來實現。對三種脈沖的選用可用一個三輸入或門來進行選擇。5、分數清零部分該部分可運用74LS192高電平清零的功能來實現。因只在需要時進行清零，故可安置一開關。這里可選擇跳變開關，可省去清零后讓其重新歸位的操作，電路圖如下：五、

11、仿真調試與分析打開Ewb50軟件，將電路進行仿真調試。進行仿真時進行置零、加減一分、二分、三分的操作，以確定電路既能能正常運行，又能滿足題目的設計要求。仿真電路如下：按下調試開關，LED顯示999，再按0，將LED顯示清零。按空格Space，將開關置到加，按兩下1加一分，按兩下2加二分，按兩下3加三分。再按空格Space，將開關切換到減，按兩下1減一分，按兩下2減二分，按兩下3減三分。（按的兩下不能連續按，中間應稍作停頓。）六、故障分析與電路改進由于在電路的安裝中線路復雜，我對電路進行了一下改進，1,2,3分電路中的非門可以簡化，可以直接用高低電平來代替。還有異或門的一個輸入不可以懸空，必須拉

12、低電平，需要用一個電阻來并聯接低電平。雖然在后來還是遇到了一下問題，但是都是應為接觸不良。最后的接線圖如下七、總結與設計調試體會在本次課程設計中，通過對設計中倒計時鐘電路和記分電路的設計，使我對數字電路的一般設計和功能有了較為宏觀的了解。這次的課程設計也提高了我們的邏輯思維能力，使我們在邏輯電路的分析與設計上有了很大的進步。加深了我們對組合邏輯電路與時序邏輯電路的認識，進一步增進了對一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還對數字電子技術這一門科學有了進一步的認識。剛開始看到這項課程設計時，心中還是一片茫然，因為在這個學期的數電課程學習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

13、付考試，沒有深入的去研究。雖然這個學期有做過數電實驗，但那也是局部的相關知識，要真正的學會去應用，并不能得心應手。開始電路的設計并是一無所知，后來才知道需要使用到74LS160同步十進制計數器和74LS192雙時鐘加減計數器。但是，看似簡單的電路，組織起來還是有點麻煩的。對于預置數的方法在課堂的學習中已能熟練掌握，在脈沖輸出控制電路循環這一部分就沒那么容易的入手了，在經過自己的多次計算和實驗后還是沒能完美的通過，經過與伙伴的探討和翻閱相關書籍，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和支持，閉門造車只會阻礙學習和工作的發展。在這部分電路設計出來后，因為剛開始只是為了實現電路的功

14、能，并沒有考慮太多的電路布局和電路的美觀，導致電路雜亂無章，最后對電路的布局安排做了一定的處理。縝密的思維和耐心是設計所不可缺少的。后來在網上查找，看了一些相關的設計才知道要用74LS192雙時鐘十進制加法器和74LS160同步十進制計數器，但對它們的功能不清楚，于是又查看與計數器相關的知識。通過對記分電路的搜索，找到了一些相關的設計，但看著電路也只有發呆的份，并不能完全看懂。經過一番努力，算是初步的了解這一部分電路的設計，在不斷的完善設計中不斷的學習和對電路的了解。開最終完成了該課程設計，滿足了題目中的設計要求，但還有些不盡人意的地方。在進行仿真時，對加減一二三分的操作時，需按兩下開關而且中

15、間要有停頓來得到脈沖，以達到加減分的功能。總覺得每次按兩下有些麻煩，要是按一下就可完成加減分的功能就方便都了，曾試圖用自動彈起開關，但按下停留的時間不夠就又自動彈起，無法形成脈沖，故放棄了這種改動的方法。后來考慮到可以在制作成品后操作時進行改進也能一樣達到改進的目的。電路開關均改為能普通開關后，在制成成品使用時，可長按這三個開關閉合，而后再斷開，同樣可以達到一二三分的功能。這樣就能對上面提到的不足進行有效的改進。完成了這項課程設計，就如同經歷了一次學習革命，更加的清楚自己該如何的去學習，如何的去掌握知識的運用，為以后的專業發展和工作奠定基礎。更加地清楚自己該如何的學習，如何的去掌握知識的應用，為以后的專業發展和工作奠定基礎。附錄（1）元器件清單1、 計數器74LS192（6片）2、計數器74LS160（3片）3、LED顯示器（6片） 4、普通開關（4個）5、 單刀雙擲開關（3個） 6 、與非門（3個）7、 或門（1個） 8 、異或門（2個）9、5V直流電源10、5V1kHz交流電源（2） 參 考 文 獻電子技術與EDA技術課程設計郭照南主編電子技術課程設計指導 彭介華 主編電子線路設計、實驗、測試 謝自美主編 NBA籃球比賽計分牌 周星全 籃球計分牌的畢業設計電氣與信息工程系課程設計評分表項 目評 價優良中及格差設計方案的合