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

2、乙雙方的得分總數(shù)（累加方式），要求甲乙雙方各顯示為三位數(shù)（可顯示至百位）。2 、要求設(shè)置1分、2分、3分三個按鍵，用以分別對得1分、2分、3分進(jìn)行記分，每按一次，記分牌累加相應(yīng)的分?jǐn)?shù)（即分別完成加1、加2、加3計數(shù)）。3、設(shè)置甲乙方記分選擇開關(guān)：撥動選擇開關(guān)可控制分別對甲方或?qū)σ曳竭M(jìn)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(guān)實現(xiàn)加減控制。使得記分器既能實現(xiàn)加1、加2、加3分，也能實現(xiàn)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(guān)給系統(tǒng)清零，使系統(tǒng)復(fù)位，準(zhǔn)備下一次比賽實驗。6、獨(dú)立完成蘭球比賽記分牌的設(shè)計、裝配及調(diào)試。2分鍵1分鍵籃球記分器3分鍵加減鍵Clk復(fù)位鍵圖1：

3、籃球競賽計分牌二、設(shè)計要求：1 設(shè)計思路清晰，給出整體設(shè)計框圖；2 設(shè)計各單元電路，給出具體設(shè)計思路、電路工作原理，元器件清單；3 完成總電路設(shè)計，設(shè)計圖紙完備；4 安裝調(diào)試電路；5 寫出設(shè)計報告； 主要設(shè)計條件1. 提供直流穩(wěn)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(shè)計封面；2、 課程設(shè)計任務(wù)書；3、 說明書目錄；4、 設(shè)計總體思路，基本原理和框圖；5、 單元電路設(shè)計（各單元電路圖）；6、 總電路設(shè)計（總電路圖）；7、 安裝、調(diào)試步驟；8、 故障分析與電路改進(jìn)；9、 總結(jié)與設(shè)計調(diào)試體會；10

4、、 附錄（元器件清單）；11、 參考文獻(xiàn)；12、 課程設(shè)計成績評分表。 進(jìn) 度 安 排第一周：星期一 上午 安排任務(wù)。星期一星期二：查資料、設(shè)計星期三星期四：單元電路設(shè)計和仿真，電路修改四樓現(xiàn)代設(shè)計室星期四下午：領(lǐng)取元器件和設(shè)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(diào)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(jié)報告,答辯。 參 考 文 獻(xiàn)電子技術(shù)與EDA技術(shù)課程設(shè)計郭照南主編電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo) 彭介華 主編電子線路設(shè)計、實驗、測試 謝自美主編 目錄1.設(shè)計內(nèi)容 .12.設(shè)計要求.23.設(shè)計方案.24.電路的設(shè)計.35.仿真調(diào)試與分析.106.故障分析與電

5、路改進(jìn).117.總結(jié)與設(shè)計調(diào)試體會.128.附錄 .14一設(shè)計內(nèi)容自選元器件設(shè)計制作一個籃球競賽計分系統(tǒng)，具體設(shè)計要求如下：1、設(shè)計圖1所示籃球記分牌電路，用六個數(shù)碼管分別顯示甲乙雙方的得分總數(shù)（累加方式），要求甲乙雙方各顯示為三位數(shù)（可顯示至百位）。2 、要求設(shè)置1分、2分、3分三個按鍵，用以分別對得1分、2分、3分進(jìn)行記分，每按一次，記分牌累加相應(yīng)的分?jǐn)?shù)（即分別完成加1、加2、加3計數(shù)）。3、設(shè)置甲乙方記分選擇開關(guān)：撥動選擇開關(guān)可控制分別對甲方或?qū)σ曳竭M(jìn)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(guān)實現(xiàn)加減控制。使得記分器既能實現(xiàn)加1、加2、加3分，也能實現(xiàn)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(guān)給系統(tǒng)清零，使系統(tǒng)復(fù)位，準(zhǔn)備下一次比賽實驗。6、獨(dú)立完成蘭球比賽記分牌的設(shè)計、裝配及調(diào)試。2分鍵1分鍵籃球記分器3分鍵加減鍵Clk復(fù)位鍵圖1：籃球競賽計分牌2、 設(shè)計要求1 設(shè)計思路清晰，給出整體設(shè)計框圖；2 設(shè)計各單元電路，給出具體設(shè)計思路、電路工作原理，元器件清單；3 完成總電路設(shè)計，設(shè)計圖紙完備；4 安裝調(diào)試電路；3、 設(shè)計方案對應(yīng)籃球比賽規(guī)則的系統(tǒng)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(shù)器對分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)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(dāng)球隊比賽得分時，用加法計分器通過控制分路

7、加相應(yīng)的分?jǐn)?shù)。如果裁判誤判了，可用減法計數(shù)器減掉誤判的分?jǐn)?shù)。用三片計數(shù)器和三個半導(dǎo)體數(shù)碼LED進(jìn)行對分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計和顯示。電路框圖分?jǐn)?shù)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(shè)計1、記分部分設(shè)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(jìn)制計數(shù)器74LS192。74LS192是同步十進(jìn)制可逆計數(shù)器，為雙時鐘輸入，具有同步清零和同步置數(shù)等功能，具體功能表如下： 故計分部分電路設(shè)計如下：2、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，而陽極分別由 a、b、c、d、e、f輸入信號驅(qū)動，當(dāng)某個輸

8、入為高電平時，相應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮；共陽極數(shù)碼管則相反，它的所有發(fā)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(qū)動，當(dāng)某個輸入為低電平時，相應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮。由于計數(shù)器輸出的是8421BCD碼，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，就需要把計數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(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)計采用DCD_HEX_BLUE七段發(fā)光二極管譯碼顯示器。DCD_HEX_BLUE為共陰極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(shè)計要求有一分、二分、三分的加減，就需有提供相應(yīng)的脈沖的電路，這里可考慮用三個十進(jìn)制計數(shù)器74LS160來分別設(shè)計一分、二分、三分的電路。74LS160 是十進(jìn)制加法計數(shù)器，具有異步清零、同步置數(shù)、保持狀態(tài)不變等功能,具體功能表如下：（1）一分電路對一分鍵電路，當(dāng)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(guān)J3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。（2）二分電路對二分鍵電路，當(dāng)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(guān)J4來控制，當(dāng)?shù)竭_(dá)001

10、1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。（3）三分電路對三分鍵電路，當(dāng)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(guān)J5來控制，當(dāng)?shù)竭_(dá)0101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。4、加減置換部分加減置換可選用一個單刀雙擲開關(guān)來實現(xiàn)。對三種脈沖的選用可用一個三輸入或門來進(jìn)行選擇。5、分?jǐn)?shù)清零部分該部分可運(yùn)用74LS192高電平清零的功能來實現(xiàn)。因只在需要時進(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，電路圖如下：五、

11、仿真調(diào)試與分析打開Ewb50軟件，將電路進(jìn)行仿真調(diào)試。進(jìn)行仿真時進(jìn)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(yùn)行，又能滿足題目的設(shè)計要求。仿真電路如下：按下調(diào)試開關(guān)，LED顯示999，再按0，將LED顯示清零。按空格Space，將開關(guān)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(guān)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(xù)按，中間應(yīng)稍作停頓。）六、故障分析與電路改進(jìn)由于在電路的安裝中線路復(fù)雜，我對電路進(jìn)行了一下改進(jìn)，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(lián)接低電平。雖然在后來還是遇到了一下問題，但是都是應(yīng)為接觸不良。最后的接線圖如下七、總結(jié)與設(shè)計調(diào)試體會在本次課程設(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，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，因為在這個學(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)

13、付考試，沒有深入的去研究。雖然這個學(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)計并是一無所知，后來才知道需要使用到74LS160同步十進(jìn)制計數(shù)器和74LS192雙時鐘加減計數(shù)器。但是，看似簡單的電路，組織起來還是有點(diǎn)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

14、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。縝密的思維和耐心是設(shè)計所不可缺少的。后來在網(wǎng)上查找，看了一些相關(guān)的設(shè)計才知道要用74LS192雙時鐘十進(jìn)制加法器和74LS160同步十進(jìn)制計數(shù)器，但對它們的功能不清楚，于是又查看與計數(shù)器相關(guān)的知識。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。開最終完成了該課程設(shè)計，滿足了題目中的設(shè)計要求，但還有些不盡人意的地方。在進(jìn)行仿真時，對加減一二三分的操作時，需按兩下開關(guān)而且中

15、間要有停頓來得到脈沖，以達(dá)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(guān)，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(jìn)行改進(jìn)也能一樣達(dá)到改進(jìn)的目的。電路開關(guān)均改為能普通開關(guān)后，在制成成品使用時，可長按這三個開關(guān)閉合，而后再斷開，同樣可以達(dá)到一二三分的功能。這樣就能對上面提到的不足進(jìn)行有效的改進(jìn)。完成了這項課程設(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(yùn)用，為以后的專業(yè)發(fā)展和工作奠定基礎(chǔ)。更加地清楚自己該如何的學(xué)習(xí)，如何的去掌握知識的應(yīng)用，為以后的專業(yè)發(fā)展和工作奠定基礎(chǔ)。附錄（1）元器件清單1、 計數(shù)器74LS192（6片）2、計數(shù)器74LS160（3片）3、LED顯示器（6片） 4、普通開關(guān)（4個）5、 單刀雙擲開關(guān)（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(xiàn)電子技術(shù)與EDA技術(shù)課程設(shè)計郭照南主編電子技術(shù)課程設(shè)計指導(dǎo) 彭介華 主編電子線路設(shè)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(yè)設(shè)計電氣與信息工程系課程設(shè)計評分表項 目評 價優(yōu)良中及格差設(shè)計方案的合