篮球比赛记分显示器

1、邵阳学院课程设计摘 要 体育比赛记分系统是对体育比赛过程中所产生的比分等数据进行快速采集记录，加工处理，传递利用的信息系统。根据不同运动项目的不同比赛规则要求，体育比赛的记分系统包括测量类，评分类，命中类，制胜类得分类等多种类型。   篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的记分系统是一种得分类型的系统。篮球比赛的记分系统由计分器等多种电子设备组成，同时，根据目前高水平篮球比赛要求，完善的篮球比赛计分系统设备应能够与现场成绩处理，现场大屏幕，电视转播车等多种设备相联，以便实现高比赛现场感，表演娱乐观众等功能目标。 根据篮球比赛的

2、实际情况，有得1分、2分、3分的情况，还有减分的情况，电路要具有加、减分及显示的功能。本次设计的篮球比赛记分显示器采用三个74SE-BCD来显示最高999分的统计分数，由三个十进制可逆计数器74LS192来分别控制对三个数码显示器的分数加分、减分操作，用两片二进制加法计数器74LS161配合按键及相关门电路分别组成二进制、三进制计数器，控制加2分、3分的计数脉冲。时钟脉冲直接由PROTEUS中的模拟方波DCLOCK提供。关键词：74LS161;74LS192；PROTEUS；数码显示器。13目录摘 要I1 设计方案11.1 设计目的11.2 设计内容及要求11.3 电路设计方案12 电路工作原

3、理22.1 整体构架22.2 74LS16122.3 74LS19233 调试与仿真53.1 电路原理图53.2 仿真与分析64 设计总结12参考文献12致谢12附录(原件清单)131 设计方案1.1 设计目的（1）课程设计目的是训练学生综合应用已学课程，如模拟电子技术、数字电子技术、通信电子线路等的基本知识，针对具体的应用，完成电子设计。（2）掌握电子应用系统的设计方法。（3）学习电子设计软件PROTEUS等的应用。（4）掌握数字电路系统的设计方法、装调技术及计数器的设计，使得学生将所掌握的电子技术理论知识与实际相结合，提高学生的动手设计能力和科研创新能力，更好的培养学生的学习兴趣。1.2

4、设计内容及要求1.设计一个篮球比赛记分电路，并具有红队蓝队分数显示的功能。2.设置外部操作开关，控制计数器的1、2、3分的加、减分及清零的功能。3.计数器在没有按键操作时，两队保持原来的分数不变。1.3 电路设计方案篮球比赛记分显示器的整体参考方案框图如图1-1所示。两队都包括1分控制电路， 2分控制电路，3分控制电路及显示电路四个组成部分。显示电路中的译码器、显示器用于显示得分，而控制部分完成计数器的清零、预置数、计数和保持等功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号间的时序关系。在电路开启时，清零键被用作初始复位键，在按下清零键将使电路直接清零，要求计数器与译码器清

5、零，双方的分数都显示000，两队分别由一个控制键确定是加分还是减分，然后通过各自的三个按键分别控制1分、2分、3分电路，显示电路要能实时显示两队的分数。图 1.1 整体方案框图2 电路工作原理2.1 整体构架篮球比赛记分显示器它包括两大部分即比赛的双方，每个部分包括加减1分电路，加减2分电路，加减3分电路及显示电路。根据需要，先确定对哪一方进行操作，双方的电路各有4个按键，ADD OR DEC、KEY1、KEY2、KEY3。电路中的清除键CLEAR是双方共用的。确定要进行操作的一方队伍后再决定是要加分还是减分，若要加分就将加减分单刀双掷开关打向ADD，若要减分就将开关打向DEC，当打向ADD后

6、，有三个按键控制具体的分数，按一下KEY1就加1分，按一下KEY2键就加2分，按一下KEY3就加3分。同理，当开关打向DEC，KEY1、KEY2、KEY3分别为减1分、减2分、减3分按键。CLEAR键用于电路启动时的初始复位和中途清零功能。2.2 计数器74LS161计数器是一个用以实现计数功能的时序逻辑部件，它不仅可以用来对脉冲进行计数，还常用做数字系统的定时、分频和执行数字运算以及其他特定的逻辑功能。74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能，本次课程设计中选用74LS161来实现计数从而完成加分、减分

7、功能。 表2.1 74ls161引脚图 表2.2 74ls161功能表从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端MR=“0”，计数器即清零，这个时候为异步复位功能。当MR=“1”且LOAD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当MR=LOAD=ENP=ENT=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端RCO，逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·ENT。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片

8、74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。2.3 计数器74LS19274LS192是同步可逆递增/递减BCD计数器。其特点：电路可进行反馈，而且很容易被级联。即把借位输出端和进位输出端分别反馈到候机计数器的减计数器输入端和加计数输入端上即可。芯片内部有级联电路；同步操作；每个触发器有单独的预置端；完全独立的清零输入端；下面我们介绍74ls192引脚图,74ls192功能表等资料。CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。LD为预置输入控制端，异步预置。CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。CO为进位输出。BO为借位输出。MRPLCPUCPD MODE工作模式HXXXRe

9、set (Asyn.)清除LLXXPreset (Asyn.)预置LHHHNo Change保持LHHCount Up加计数LHH Count DowN 减计数表2.3 真值表输入输出MRPL CPuCPdP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01×××××××000000××dcbadcba011××××加计数011××××减计数表2.3 74ls192功能表图2.5 74ls192引脚图3 调试与仿真3.1 电路原理图图3.1 电

10、路原理图3.2 仿真与分析1.整个电路用上下两个部分来分别控制红蓝两队的分数，开始记分时要按一下公用复位按钮(CLEAR)，清零及复位功能是由其控制的，当按下复位键的时候，红蓝两队的计数器74LS192的14脚(MR高电平清零端)变为高电平,同时经过一个非门后74LS161的1脚(MR低电平清零端)变为高电平，这时所有计数器的输出都为0000，然后通过数码显示电路使数码管显示000，这样就实现了电路实现复位功能。记分完成后按下此键则使分数清零，图3.2为复位功能的仿真图。我们通过用上部分电路来分析其具体工作过程，下部分电路与其工作方式一样。上部分电路主要用,ADD OR DEC，AKEY1，A

11、KEY2，AKEY3,来控制显示器的最终分数。电路清零后我们分别观察不同按键操作来了解其具体工作过程。图3.2 清零功能仿真图2.电路的加分、减分选择功能是由一个双掷开关(ADD OR DEC)控制的，当开关打向ADD端的时候，输出脉冲与十进制可逆计数器74LS192的UP（低电平有效）端相连，来一个脉冲计数器就累加1。当开关打向DEC方向的时候，输出脉冲与74LS192的DN（低电平有效）端相连，来一个脉冲就减一。从而实现电路的加减分控制功能。现在我们将开关打到ADD（表示加计数）进行下一步仿真。图3.3 加分显示仿真图3.AKEY1键用来控制1分，电路开启后，当按下AKEY1键松开后就相当

12、于给74LS192进位端（UP）送了一个脉冲，使它完成加1分功能。图3.4 加1分显示仿真图4.AKEY2键用来控制2分，电路开启后，74LS161的Q3Q2Q1Q0为0000，使能端ENP（高电平有效）为低电平，置数端LOAD（低电平有效）为高电平。双输入与门U8一端接脉冲，一端接由按键间接控制产生的输出信号，当按下AKEY2键时置数端变为1，74LS161 的Q3Q2Q1Q0预置数为1110，同时ENP变为1，这是电路开始计数，经U8输出脉冲送至74LS192的UP端累加计数，输完两个脉冲后，74LS161 的Q3Q2Q1Q0变为0000，同时双输入与门U8通过一端为0封锁脉冲。使能端EN

13、P（高电平有效）又恢复为低电平，置数端LOAD（低电平有效）恢复为高电平，等待下一次按键的发生。图3.5 加2分显示仿真图5.AKEY3键用来控制3分，与AKEY2功能一样，只是预置数不同。电路开启后，第二块74LS161芯片的Q3Q2Q1Q0为0000，使能端ENP（高电平有效）为低电平，置数端LOAD（低电平有效）为高电平。双输入与非门U10一端接脉冲，一端接由按键控制产生的输出信号，当按下AKEY2键时置数端变为1，74LS161 的Q3Q2Q1Q0预置数为1101，同时ENP变为1，这是电路开始计数，经U10输出脉冲送至74LS192的UP端累加计数，输完三个脉冲后，74LS161 的

14、Q3Q2Q1Q0变为0000，使能端ENP（高电平有效）又恢复为低电平，置数端LOAD（低电平有效）恢复为高电平，等待下一次按键的发生。图3.6 加3分显示仿真图6.下部分电路和上部分电路结构一样，但由同一个脉冲和同一个清零键控制，在实际电路控制中，我们可以通过对整个电路的9个按键进行操作来实时显示比赛双方获得的分数。4 设计总结通过这次电子设计，我得到了很多收获和体会。第一，巩固和加深了对电子线路基本知识和理解，提高了综合运用所学知识的能力。第二，增强了根据课程参考资料，查阅手册，图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入研究有关问题，学会自己分析解决问题的方法。第三，通过实际电路方案的分

15、析比较，设计计算，元件选取，安装调试等环节，初步掌握了简单使用电路的分析方法和工程设计方法。第四，在这次电子设计过程中，光有理论知识是不够的，还必须懂一些实践中的知识。所以在电子设计的实践中，我们应将实验课与课堂教学结合起来，锻炼自己的理论联系实际的能力。第五，掌握了比较常用的仪器的使用方法，提高了动手能力。第六，在这次设计过程中，我对仿真软件proteus等软件有了更进一步的了解，这使我在以后的学习中更加熟练。参考文献1 张克农，宁改娣数字电子技术基础北京：高等教育出版社2 郭照南电子技术与EDA计数课程设计湖南：中南大学出版社3周润景等编著基于proteus的电路及单片机设计与仿真，北京航空航天大学出版社。5余孟尝数字电子技术基础简明教程M北京：高等教育出版社致谢在整个设计过程中，有很多人对任务的完成给予了重要的支持和帮助。感谢老师给了我本次设计的机会及对我的鼓励，感谢许多同学在电子设计遇到问题时给予的帮助使团队能够顺利地进行设计的工作。在本次电子设计的过程中，曾得到过老师与几位同学的悉心指导与帮助，才使得我们的设计非常圆满的完成，在此对他们表示我们最衷心的感谢，谢谢你们！因学习知识的能力和时间有限，并且此次电子设计对于我们来说还只是初体验