课设-篮球计分器

1、目录目录1第1章 概述21.1设计目的21.2设计任务与要求21.2.1基本要求21.2.2扩展要求2第2章 设计电路的原理及框图32.1计分电路32.1.1计分电路设计原理32.1.2计分电路的原理框图42.2扩展电路42.2.1扩展电路设计原理4第3章 元件清单及器件说明53.1元件清单53.2器件引脚图及真值表6第4章 电路设计过程104.1计分电路的设计及电路图10第5章 仿真调试过程12第6章 心得与体会14第1章 概述1.1设计目的使学生对电子的一些相关知识有感性认识，加深电类有关课程的理论知识，掌握电子元件的焊接、电气元件的安装、连线等基本技能，培养学生阅读电气原理图和电子线路图

2、的能力。并在生产实践中，激发学生动手、动脑、勇于创新的积极性，培养学生严谨、认真、踏实、勤奋的学习精神和工作作风，为后续专业课程的学习打下坚实的基础。1.2设计任务与要求1.2.1基本要求（1）电路具有加1分、加2分、加3分功能。（2）电路具有减分功能。（3）显示总分功能，用三位LED显示器，最高可现实999.（4）显示器可清零。1.2.2扩展要求（1）电路可以分4节计时，每节12分钟倒计时。（2）每节计时电路，12分钟到后自动停止。（3）电路具有24秒计时功能及20秒暂停功能。（4）24秒电路与每节计时电路同步运行。（5）24秒电路可以人工重新置数开始计时。第2章 设计电路的原理及框图2.1

3、计分电路2.1.1计分电路设计原理对应篮球比赛规则计分的系统要求，篮球计分有1分、2分和3分的情况，通过对电路输入一个脉冲、两个脉冲、三个脉冲，使得计数器对分数进行统计，这需要三个脉冲分路。利用74ls160的计数原理，当相应分数开关按下时74ls160正常工作，分别将一个（00000001）、两个（00000001、00100011）、三个（00000001、00100011、01000101）上升脉冲给74ls192，完成脉冲输入后，74ls160停止工作（使能端输入低电平），从而完成计分操作。由于须有三个独立的脉冲输入，所以对于计分电路使用三片74ls160。对于加分或减分操作，由于74

4、ls192是可逆的十进制计数器，所以通过将脉冲接至74ls192的UP或DOWN端，而另一个置高，从而实现加分与减分功能。由于74ls192是十进制计数器，最高可显示9，而要求最高计数为999，所以使用三片74ls192，分别由低位192进位或借位向高位的UP或DOWN端输入进位或借位脉冲，从而实现个位、十位、百位之间的借位转换，使得最高计数为999。2.1.2计分电路的原理框图个位计分电路一分时钟脉冲电路二分时钟脉冲电路加减分数开关置换三分时钟脉冲电路十位计分电路百位计分电路清零开关图2.1 计分原理框图2.2扩展电路2.2.1扩展电路设计原理对于扩展部分，有比赛总时间电路，24s持球时间电

5、路以及20s短暂停电路，此三部分与计分电路（74ls160）共用同一时钟脉冲，由于计分电路所用时钟脉冲较高，故采用74ls160的QD端对时钟脉冲实现10分频作为计时部分时钟脉冲。比赛开始时，闭合总清零开关，对比赛总时间电路和24秒电路设定初始计时时间，然后断开，计时开始。通过将总时间电路和24秒电路的DOWN端接在一起，可使二者时间同步。将单刀双掷开关的同向另一端接到暂停电路的DOWN端，通过切换开关便可进行计时电路与暂停电路的切换进行。将总时间电路的借位端BO端接入分频电路（74ls160）的置数端LOAD，当12分钟计时完毕后，分频电路停止工作，计时结束。第3章 元件清单及器件说明3.1

6、元件清单表3.1 仿真实验器材表元件序号型号数量U5 U6 U8 U20 U21 U22 U23 U26 U33 U31 U34 U35 U3674ls19212U1 U2 U3 U1474ls1604J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 J9 J10 J11SWITCH11U11 U12 U13 U15 U16 U17 U18 U19 U29 U30 U31 U33LED灯12U39 U40 U4174ls86D3U974ls27D1U7 U24 U25 U28 U37 U38 U43 U4474048U27 U4374ls08D2U4 U10 74ls01D23.2器件引脚图及真

7、值表（1）74ls19274LS192是双时钟十进制同步可逆计数器。它的特点是有两个时钟脉冲（计数脉冲）输入端CPu和CPd。在CR=0、=1的条件下计数，作加计数时，令CPd=1，计数脉冲从CPu输入；作减计数时，令CPu=1，计数脉冲从CPd输入。当清零信号CR=1时，不管时钟脉冲的状态如何，计数器的输出将被直接置零；当RD=0，LD=0时，不管时钟脉冲的状态如何，将立即把预置数据输入端A、B、C、D的状态置入计数器的、Q端，称为异步预置数。74ls192是可逆的十进制计数器，有16个引脚，通过控制各个引脚的高低电平可以实现递加，递减，保持等功能。其管脚图如下:图3.1 74ls192引脚

8、图74ls192引脚说明：VCC、GND： 电源引脚。P0、P1、P2、P3：并行置数数据输入端。： 借位输出端（低电平有效）。： 进位输出端（低电平有效）。CPd： 减计数时钟输入端（上升沿有效）。CPu:：加计数时钟输入端（上升沿有效）。：异步并行置数使能端（低电平有效）。CR： 异步清零端（高电平有效）。Q0、Q1、Q2、Q3：计数输出端（Q0低位）。表3.2 74ls192功能表输入输出清零置数加计数减计数数据QAQBQCQDCLRLOADUPDOWNABCD1000000D0D1D2D3D0D1D2D3011递增计数011递减计数011保持（2）74ls16074ls160是十进制计

9、数器，共有17个引脚，有固定的时钟脉冲输入端，且具有两个使能端，有计数、保持功能。其引脚图如下:图3.2 74ls引脚图74ls160引脚说明：Vcc 、GND：电源引脚。P0、P1、P2、P3：并行置数数据输入端。CEP、CET/ENP、ENT：计数使能端。MR/CLR：清零端（高电平有效）。Q0、Q1、Q2、Q3：计数输出端。CP：时钟脉冲输入端。LOAD：置数使能端（低电平有效）。表3.3 74160功能表CLKCLRLOADENPENT工作状态0置零10预置数1101保持110保持1111计数第4章 电路设计过程4.1计分电路的设计及电路图图4.1 计分电路图该部分有比赛开始提醒、清零

10、电路，当J2闭合，分数清零，比赛开始。从电路图可知，此部分电路是由三片74LS192与三片74ls160组成的时序逻辑电路，对一分键电路，在U3上，当从0000变化到0001时，QA通过非门接到ENP与ENT，CLR与LOAD则通过一个开关来控制，J3闭合计数器160（u3）开始工作，当到达0001的时候，经过QA非门出来的为零，使它保持0001的状态不变， QA输出的则是一个脉冲(由00000001)经三输入或门（用74ls86与74ls04代替）输入74ls192，计数器74192遇一个上升沿计数端改变1，从而完成对一分的控制。对二分键电路，在U1上，当从0000变化到0011时，QA与Q

11、B通过与非门接到ENP与ENT，CLR与LOAD则通过一个开关来控制，J4闭合计数器160（u1）开始工作，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（由00000001、00100011）经三输入或门（用74ls86与74ls04代替）输入74ls192，计数器74192遇二个上升沿计数端改变2，从而完成对二分的控制。对三分键电路，在U2上，当从0000变化到0101时，QA与QC通过与非门接到ENT与ENP，CLR与LOAD则通过一个开关来控制，J1闭合计数器160（u2）开始工作，当到达0101的时候，经过QA与QC的与非

12、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(由00000001、00100011、01000101) 经三输入或门（用74ls86与74ls04代替）输入74ls192，计数器74ls192遇三个上升沿计数端改变3，从而完成对三分的控制。通过双向开关切换电路控制加法电路和减法电路，将VCC通过两个双向开关接至U8的UP或DOWN端(仿真时用一个字母控制两个双向开关)，当VCC接UP时为加法部分，将VCC接至U8的DOWN端，为减法部分。从而控制比赛分数的加减。开关J2控制U5、U6、U8的CLR端与电源相接，当开关闭合时，分数置零，开始重新计数。第5章 仿真调试过程本次

13、实验的软件仿真主要使用的是Multisim10，通过对每部分单元电路进行单独仿真正确后，在进行整体电路仿真。由于首次使用仿真软件进行仿真实验，不免会遇到许多难题，下面介绍实验的仿真过程及仿真过程所遇到弄的难题在实验过程中首先进行仿真的是实验要求的部分，即比赛计分器部分电路。在进行这一部分仿真时，我们首先进行的是实验器材的选择，由于所选的课题是计分，所以选择计数器作为核心芯片,由于要求分数能够加减，切显示数据最大为999，所以可以选用可逆的十进制计数器74ls192。这个过程所遇到的难题主要是一分、二分、三分如何实现。因为计数器工作时需要时钟脉冲，更具这个特点使用三个单独电路分别提供一个、二个、

14、三个时钟脉冲，来解决这个问题。但怎么使电路提供完相应的脉冲后停止工作呢？经过网上搜寻，发现计数器提供脉冲后的数据输出端的输出量使使能端锁死来解决这个问题，于是我们用了三片74ls160来分别产生一分、两分、三分脉冲。最终使得电路仿真成功。对于扩展部分，主要分为：比赛总时间电路、24S倒计时电路以及20S短暂停电路。在这一部分遇到的主要问题是怎么能使电路完成60S倒计时，经过老师指导与反复调试，最终选择二片74LS192作为秒计时的核心部件，开始时对两部分进行清零，因为从0-9的过程QD变为1，所以利用这个信号进行十秒置数，而用秒的个位控制芯片的BO接至十秒的DOWN端，从而完成各位与十位的转换，结合前一部分进行循环置数完成六十秒倒计时。另一个问题是在