湖南工程学院课程设计

湖南工程学院 课 程 设 计 课程名称 数字电子技术 课题名称 篮球比赛记分牌设计 专 业 自动化 班 级 1002 学 号 201001020227 姓 名 梁巨峰 指导教师 郭 照 南 2012年 10 月 21 日 湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称： 数字电子技术 题 目：篮球比赛记分牌设计——B题 专业班级： 自动化1002 班 学生姓名： 梁 巨 峰 学号： 201001020227 指导老师： 郭 照 南 审 批： 任务书下达日期2012年12月10日星期一 设计完成日期 2012年12月21日星期五 设计内容与设计要求 一．设计内容： 自选元器件设计制作一个篮球竞赛计分系统，具体设计要求如下： 1、设计图1所示篮球记分牌电路，用六个数码管分别显示甲乙双方的得分总数（累加方式），要求甲乙双方各显示为三位数（可显示至百位）。 2 、要求设置1分、2分、3分三个按键，用以分别对得1分、2分、3分进行记分，每按一次，记分牌累加相应的分数（即分别完成加1、加2、加3计数）。 3、设置甲乙方记分选择开关：拨动选择开关可控制分别对甲方或对乙方进行记分操作。 4、要求记分电路具有修改功能，用一个加减开关实现加减控制。使得记分器既能实现加1、加2、加3分，也能实现减1、减2、减3分的功能。 5、每次兰球比赛记分后用一个开关给系统清零，使系统复位，准备下一次比赛实验。 6、独立完成兰球比赛记分牌的设计、装配及调试。 图1：篮球竞赛计分牌 二、设计要求： 设计思路清晰，给出整体设计框图； 设计各单元电路，给出具体设计思路、电路工作原理，元器件清单； 完成总电路设计，设计图纸完备； 安装调试电路； 写出设计报告； 主要设计条件 提供直流稳压电源、信号源、示波器等仪器； 提供各类TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接件等元器件。 3.提供电子综合实验装置。 说明书格式 课程设计封面； 课程设计任务书； 说明书目录； 设计总体思路，基本原理和框图； 单元电路设计（各单元电路图）； 总电路设计（总电路图）； 安装、调试步骤； 故障分析与电路改进； 总结与设计调试体会； 附录（元器件清单）； 参考文献； 课程设计成绩评分表。 进 度 安 排 第一周： 星期一 上午 安排任务。 星期一~星期二：查资料、设计 星期三~星期四： 单元电路设计和仿真，电路修改〈四楼现代设计室〉 星期四下午：领取元器件和设备〈四楼电子综合实验室〉 第二周： 第一周星期五下午~第二周星期四： 安装调试电路；〈四楼电子综合实验室〉 星期四~星期五：检查硬件电路、写总结报告,答辩。 参 考 文 献 《电子技术与EDA技术课程设计》 郭照南主编 《电子技术课程设计指导》 彭介华 主编 《电子线路设计、实验、测试》 谢自美主编 目 录 1.设计内容 ...............................................................1 2.设计要求 ...............................................................2 3.设计方案 ...............................................................2 4.电路的设计 ...........................................................3 5.仿真调试与分析 .....................................................10 6.故障分析与电路改进 ...................................................11 7.总结与设计调试体会 ...................................................12 8.附录 ...............................................................14一．设计内容 自选元器件设计制作一个篮球竞赛计分系统，具体设计要求如下： 1、设计图1所示篮球记分牌电路，用六个数码管分别显示甲乙双方的得分总数（累加方式），要求甲乙双方各显示为三位数（可显示至百位）。 2 、要求设置1分、2分、3分三个按键，用以分别对得1分、2分、3分进行记分，每按一次，记分牌累加相应的分数（即分别完成加1、加2、加3计数）。 3、设置甲乙方记分选择开关：拨动选择开关可控制分别对甲方或对乙方进行记分操作。 4、要求记分电路具有修改功能，用一个加减开关实现加减控制。使得记分器既能实现加1、加2、加3分，也能实现减1、减2、减3分的功能。 5、每次兰球比赛记分后用一个开关给系统清零，使系统复位，准备下一次比赛实验。 6、独立完成兰球比赛记分牌的设计、装配及调试。      图1：篮球竞赛计分牌 设计要求 设计思路清晰，给出整体设计框图； 设计各单元电路，给出具体设计思路、电路工作原理，元器件清单； 完成总电路设计，设计图纸完备； 安装调试电路； 设计方案 对应篮球比赛规则的系统的要求，篮球记分有1分、2分、3分的情况，通过对电路输入一个脉冲、两个脉冲、三个脉冲，使计数器对分数进行统计，这需要三个脉冲分路。 电路要具有计分、减分及显示的功能。当球队比赛得分时，用加法计分器通过控制分路加相应的分数。如果裁判误判了，可用减法计数器减掉误判的分数。用三片计数器和三个半导体数码LED进行对分数的统计和显示。 电路框图  四、电路的设计 1、记分部分 设计要求记分部分包括加减两部分，故考虑双时钟输入的十进制计数器74LS192。74LS192是同步十进制可逆计数器，为双时钟输入，具有同步清零和同步置数等功能，具体功能表如下： INCLUDEPICTURE "../Documents/Tencent%20Files/408884399/Image/A~1%60C%5bM~E1GBHF8Z97_BI~6.jpg" \* MERGEFORMAT 
 故计分部分电路设计如下：
2、显示部分 数码管按照其发光二极管的连接方式不同，可分为共阳极和共阴极两种。共阴极是指数码管中所有发光二极管的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，相应的发光二极管点亮；共阳极数码管则相反，它的所有发光二极管的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，相应的发光二极管点亮。 由于计数器输出的是8421BCD码，数码管不能直接显示成数字，为了让数码管显示人们看懂的数字，就需要把计数器输出的8421BCD码转换成数码管显示的阿拉伯数字，这就需要译码器的翻译。 本设计采用DCD_HEX_BLUE七段发光二极管译码显示器。DCD_HEX_BLUE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能，所以无需专门的译码器。正确的引脚接连方式如下图： 3、脉冲部分
设计要求有一分、二分、三分的加减，就需有提供相应的脉冲的电路，这里可考虑用三个十进制计数器74LS160来分别设计一分、二分、三分的电路。74LS160 是十进制加法计数器，具有异步清零、同步置数、保持状态不变等功能,具体功能表如下： INCLUDEPICTURE "F:\\AppData\\Roaming\\Tencent\\Users\\1425957241\\QQ\\WinTemp\\RichOle\\JIL@72$GQEKIU8X(56V}`Q2.jpg" \* MERGEFORMAT 
 （1）一分电路
对一分键电路，当从0000变化到0011时，QA与QB通过与非门接到ENP，RD则通过一个开关J3来控制，当到达0011的时候，经过QA与QB的与非门出来的为零，使它保持0011的状态不变，QB输出的则是一个脉冲了。 （2）二分电路
对二分键电路，当从0000变化到0011时，QA与QB通过与非门接到ENP，RD则通过一个开关J4来控制，当到达0011的时候，经过QA与QB的与非门出来的为零，使它保持0011的状态不变，QA输出的则是两个脉冲了。 （3）三分电路
对三分键电路，当从0000变化到0101时，QA与QC通过与非门接到ENP，RD则通过一个开关J5来控制，当到达0101的时候，经过QA与QC的与非门出来的为零，使它保持0101的状态不变，QA输出的则是三个脉冲了。 4、加减置换部分 加减置换可选用一个单刀双掷开关来实现。对三种脉冲的选用可用一个三输入或门来进行选择。
5、分数清零部分 该部分可运用74LS192高电平清零的功能来实现。因只在需要时进行清零，故可安置一开关。这里可选择跳变开关，可省去清零后让其重新归位的操作，电路图如下：
五、仿真调试与分析 打开Ewb50软件，将电路进行仿真调试。进行仿真时进行置零、加减一分、二分、三分的操作，以确定电路既能能正常运行，又能满足题目的设计要求。仿真电路如下：
按下调试开关，LED显示999，再按0，将LED显示清零。按空格Space，将开关置到加，按两下1加一分，按两下2加二分，按两下3加三分。再按空格Space，将开关切换到减，按两下1减一分，按两下2减二分，按两下3减三分。（按的两下不能连续按，中间应稍作停顿。） 六、故障分析与电路改进 由于在电