电子记分牌电路的设计与制作

数字逻辑电路实训报告专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2013年6月 25日电子记分牌电路的设计与制作1 整机设计1.1 设计要求1.1.1设计任务各类比赛用的电子记分牌是一种常见的数字电路，比赛时可以实时显示双方比分，是显示比赛进程的重要依据，也是观众注意的焦点。记分牌的功能是记录比赛其中一方的分数，即从零分开始，得分时加1分，并显示累计的分数。如若是篮球计分，则是加2分或3分。1.1.2性能指标要求1、设计一个比赛记分牌，用2位LED显示比赛一方的分数。2、有得分按键，每按键一次加一分，并用数码管显示累计的分数。3、当累计分数超过9而进位时，亮进位指示灯。 4、扩展要求：完成电子记分牌一键加2分功能，甚至是加三分1.2 整机实现的基本原理及框图 1.2.1基本原理利用主芯片74LS192,作为主要加减计数芯片，通过外围的译码电路和控制电路实现的简易的一个计分器。因此电子记分牌组成是由按键、单稳电路、计数器、译码驱动电路、显示器等几个部分组成。它能实现加1、加2、减1和清零等功能1.2.2总体框图单稳电路计数器电路译码驱动电路显示器按键2 各功能电路实现原理及电路设计 按键组要作用是实现高低电平的切换,单稳态电路主要功能是能够延时有效的防止按键抖动。而在本次实训中图方便就没加入单稳态电路，只加入了按键电路。2.1.2多谐振荡器电路 电路如图（1）所示 多谐振荡器电路作用是为加二功能实现是提供脉冲，假设其脉冲周期T，高电平维持时间为Tw1，低电平维持时间为Tw2。在图（1）中假设R5电位器滑片是指向中间位置。则有： T=Tw1+Tw2 Tw1=0.7*（R6+R5） Tw2=0.7*（R6+0.5*R5）*C6 图（1） 2.1.3计数器电路在本次实训中选择的是74LS192作为主要计数芯片 图（2）74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。(bcd,二进制)。 如图（2）CU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。PL为预置输入控制端，异步预置。MR为复位输入端，高电平有效，异步清除。TCU为进位输出：1001状态后负脉冲输出，TCD为借位输出：0000状态后负脉其真值表 如表（1）所示 输 入 输 出 MR PL CU CDD3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 X X X 0 0 X X 0 1 上升沿 1 0 1 1 下降沿 X X X X d c b a X X X X X X X X0 0 0 0 d c b a 加 计 数 减 计 数 表（1）用两片74LS192实现个位和十位两位计数 ，功能可实现加1、减1,和清零。如图（3）所示连接。 图（3）2.1.4加2功能的实现，利用74LS160和74LS00可以实现 电路如图（4）所示 图（4）图（4）中网络编号Q是连接到多谐振荡器的输出脚，而PE和JIA是连接到按键控制端。74LS160工作方式如表（2）所示 输 入工作模式清零 置数 使能 使能 时钟 MR PE CET CEP CLKL X X X XH L X X 上升沿H H H H 上升沿H H L X XH H X L X 清零 置数 计数保持（不变）保持（不变） 表（2）2.1.5译码电路 74LS48芯片作用是翻译74LS192输出的计数值 译码电路如图（5）所示 图（5）74LS48功能表如表（3） 表（3） 3 制作与调试过程 利用Protel 99 SE电路CAD软件绘画上述原理图，然后根据器件的管脚封装属性通过Protel 99 SE电路CAD软件导出对应的PCB，再绘制PCB电路图。手工转印腐蚀电路板钻装配孔，对号装器件。调试，用万用表检查线路板有没有短路或或者断路，若是有短路或断路则修正，若没有即上电看看工作是否正常。在本次实训中上述问题均无，就是上电之后各按键按下均无用，反复查原理没错。最后把电路中的清零端RM的到地电阻改小，由2K换成1K之后。上电后电路工作正常了。调试成功。 4 电路测试 上电后按下按键加1、减1、加2、清零，均正常。4.1 测试仪器与设备 万用表、5V线性直流电源和示波器一台4.2 指标测试 符合设时的设计想法，各功能指标合格4.3 误差分析 由于本次实训没有加入单稳态电路对按键消除抖动，导致按键输入信号时，会抖动。加减计数时不准确。5 实训结论 在本次实训中，虽然是一个简易两位计数器，但是要做好它却是不容易，硬件部分还好做，就是原理方面需要了解各个芯片的属性工作条件、功能。利用各个芯片的的功能构成自己想要的的电路功能。实现电路设计。这次实训无论是在设计制作过程中重新复习了一遍之前我们学过的数字逻辑电路基础，受益匪浅。参考文献 (黑体四号、顶格)1 谢自美等编著.电子线路设计.实验.测试（第三版）M.武汉：华中科技大学出版社,2006.2 阎石编著.数字电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社,1998.3 江国强编著.新编数字逻辑电路M. 北京：北京邮电大学出版社,2006.4 江国强、蒋艳红编著.现代数字逻辑电路实验指导M.北京：电子工业出版社,2003.附 录1、元件明细表 名称 数量（个） LED灯 2 一位共阴数码管 2 按键开关 4 74LS192芯片 2 74LS48芯片 2 74LS160芯片 1 555芯片