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篮球比赛电子记分牌数电课程设计

广东石油化工学院
课程设计说明书
课程名称:数字电子技术课程设计
题目:篮球比赛电子记分牌
学生姓名:
专业:
班级:
学号:
指导教师:
日期:年月日
篮球比赛电子记分牌
一、设计任务与要求
设计一个符合篮球比赛规则的记分系统。

(1)有得1分、2分和3分的情况,电路要具有加、减分及显示的功能。

(2)有倒计时时钟显示,在“暂停时间到”和“比赛时间到”时,发出声光提示。

(3)有比赛规则规定的其他计时、记分要求。

二、方案设计与论证
整个电路分为倒计时,记分牌,持球与暂停秒牌,加时与中场休息。

倒计时部分:总比赛时间为40分钟,分4个小节,每节10分钟,需要用到4个十进制计时器;记分牌可以根据情况分别加1分2分3分,所以需要3个脉冲分路,同时添加一个减法器,以解决误判情况;设置一个时间暂停,暂停灯会亮,在比赛进行时,设置一个持球时间倒计时,持球结束可以重置为零,若持球时间到,要有灯提示
电路框图为
三、单元电路设计与参数计算
74LS192
输入输出
清零置数加计数减计数数据
QA QB QC QD
CLR LOAD‵UP DOWN A B C D
1 ×××××××0 0 0 0
0 0 ××d0 d1 d2 d3 d0 d1 d2 d3
0 1 ↑ 1 ××××递增计数
0 1 1 ↑××××递减计数
0 1 ↑ 1 ××××保持
74LS160
CLK CLR‵LOAD‵ENP ENT 工作状态
×0 ×××置零
↑ 1 0 ××预置数
× 1 1 0 1 保持
× 1 1 ×0 保持(但C=0)
↑ 1 1 1 1 计数
1.倒计时
电路图如下
如图所示,元件U1,U2,U3,U4是4个74LS192,而U5-U8是七段字符显示器。

由于我们要做的是一个每节10分钟的比赛倒计时,所以让分位U5置数为1001,显示为9;秒十位U6置数为0101,显示为5;而U8是显示的是比赛的节数,所以置数为0001,显示为1。

接一个始终脉冲V1至U3DOWN处,U3BO输出接U2DOWN,使U6U7显示是一个60秒倒计时。

而U2的BO输出接U1DOWN,使得分
位也从9开始倒计,U1BO接U4UP,当每次分秒位倒计为0分0秒,节数就递增,当U4增至5时会回归为1。

加时赛与中场休息时间电路图
此电路原理跟总时间倒计时一样,而电路添加J2开关控制加时赛时间暂停。

2.持球与暂停秒牌
电路图如下
从电路图可知,持球时间显示U5、U6是由秒个位U1置数为0100,显示为4,
让U2置数为0010为2,将U2的QD输出接到一个非门后并且与U1的LOAD 相接,则显示器U5U6显示的是一个24秒倒计时,在非门一端加入PB-DPST双闸开关,停止倒计时时显示器会重置显示为24。

通过两个74LS00与非门组成与非门的锁存器和开关J3,进行24秒持球和20秒暂停的切换,对U3置数为0000,显示为0,U4置数为0010,显示为2,将U4的BO输出端进位给X2灯,每当一个20秒倒数完毕,灯会亮,当再次倒数时,显示会重置为20秒开始倒计。

3.记分牌
电路图如下
U7为一分控制电路,当变成0011时,QA与QB通过与非门接到ENP,RD则通过一个开关J2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,闭合开关不变,当断开时显示器加1;U10为二分控制电路,当变成0011时,同上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, QA输出的则是两个脉冲了,当闭合开关时加1分,断开时又加1分,合计2分;U14是一个三分控制电路,当变到0101时,QA与QC通过与非门接到ENP,RD则通过一个开关来控制,当到达0011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,闭合开关时加2分,断开时加1分,合计3分。

J5是一个双向开关切换电路,拨上为加法电路拨下为减法电路,原理是将
一个异或门U21B与U1、U2、U3的UP端相接,构成一个加法部分,将异或门U21A 与U1、U2、U3的DOWN端相接,构成一个减法部分。

开关J1与U1、U2、U3的CLR端接通电源,CLR为高电平,而CLR是低电平有效,所以显示置数为0。

J1是个置零开关。

四、总电路工作原理及元器件清单
总电路图
电路开始通电时,倒计时开始工作,从9分59秒开始倒计时,每一个10分倒计完,X2灯会亮,并且节数会逐级递增,当增至5时就回归为1。

闭合控制比赛暂停时间开关J3时,总时间倒计暂停,控制J4开关则每队人员要求暂停20秒倒计,每次倒计完,X1灯会亮。

在比赛过程中,有队伍开始带球进攻时,可以控制J1开关,持球倒计时开始,再按则持球停止,重置为24秒。

得分由J6J7J8控制,一次为1分2分3分。

打开开关,倒计时开始倒计,按C,24秒开始倒计,再按停止并重置,按A比赛
暂停,再按D为20倒计比赛的暂停时间。

若比赛有队伍得1分时,按1闭合,再按1断开,加1分;得2分时,按2闭合,加1分,再按2断开,加1分,合计2分;得3分时,按3闭合,加2分,再按3断开,加1分,合计3分。

若误判,按Q转为减法器,看情况剪。

按0为记分牌全部置零。

3
五、仿真调试与分析
打开开关,倒计时开始倒计,按C,24秒开始倒计,再按停止并重置,按A比赛暂停,再按D为20倒计比赛的暂停时间。

若比赛有队伍得1分时,按1闭合,再按1断开,加1分;得2分时,按2闭合,加1分,再按2断开,加1分,合计2分;得3分时,按3闭合,加2分,再按3断开,加1分,合计3分。

若误判,按Q转为减法器,看情况剪。

按0为记分牌全部置零。

六、结论与心得
在这个学期我才第一次接触到数字电子技术,刚开始学的时候,第一章第二章还是蛮好理解的,慢慢的熟悉了与或非门这些抽象的图形和概念,第三张开始就把逻辑门串并联,比起电路来更难理解,但是坚持下来,还是学会了。

但是在越往后的学习里,就开始出现了组合逻辑电路的设计与分析,学习到这里的时候,我就在猜,这门课程该不会有让我们去设计一个数字电路吧?结果真的就发生了。

老实说,虽然我猜中了,但是当知道要我们去设计一个电路的时候,我那
时候真的是傻眼了,因为我只是一味的看书,脑子里都是那书上的例题,给我个新的题目别说做出来了,想出一个思路也是比较难的。

最后我简单的实验被别人选了,我咬咬牙就选了篮球比赛电子记分牌,我负责的板块是倒计时部分。

一开始我要怎么才能让他倒计时呢?本来我想弄一个40分钟倒计时的,但是这个有点繁琐,因为如果要检查的话,就必须从40分钟开始倒计等它一直倒计到0,要花上相当部分时间,不方便检查,于是想到了篮球比赛都是有4节的,所以就想到不如做个10分钟倒计时,于是我可能会用到十进制可逆计时器,于是我就开始看书上的第六章,那一章是我最不擅长的,也是最重要的。

不过好在课堂上有知道怎么去置数,于是先试试吧,就用软件开始连线,一开始出现的问题是从9分99秒开始倒数,这明显是错的,为了让它从59开始倒数,我想起来一次数电实验正好是做一个六十进制。

于是就套用了那边的知识。

调试了之后就差不多了,虽然我这个版块是比较简单的,但是让我认识到我之前学习的漏洞,同时我知道自己缺少一种创新意识,通过这次课程设计,我了解基础是最重要的,要设计好一个东西,基础是必须的,同时也需要有丰富的创新思维。

七、参考文献
[1].《数字电路技术基础教程》阎石主编清华大学出版社
[2].篮球比赛基本规则/view/189735305a8102d276a22ff1.html。

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