篮球计分器设计报告

课程设计报告

课程名称：数字电路课程设计

设计题目：篮球比赛数字计分器

院（部）：机械与电子工程电学院

专业：电气信息类

学生姓名: 曾吴广

学号: 2011211006

起止日期: 2013年6月7日-2013年6月22日指导教师: 李玲纯华贵山

一、设计内容与要求：

设计一个篮球比赛记分显示器

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）每次篮球比赛后显示器可清零。

二、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

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：

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、g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、g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：

（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：

四、仿真调试与分析

打开Multisim 10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。）

五、结论与心得

在这次课程设计中，对篮球记分电路的设计，使我对数字电子的一般设计和功能有了较为宏观的了解，也提高了我们的逻辑思维能力，使我在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步，加深了我在组合逻辑电路与时序逻辑电路的认识，进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。另外，我还对数字电子技术这一门学科有了进一步的认识。

完成了这项课程设计，更加地清楚自己该如何的学习，如何的去

掌握知识的应用，为以后的专业发展和工作奠定基础。

六、附录（元件明细表）

1、计数器74LS192（3片）

2、计数器74LS160（3片）

3、LED显示器（3片）

4、跳变开关（1个）

普通开关（3个）

单刀双掷开关（1个）5、与非门（3个）

非门（3个）

或门（1个）

异或门（2个）

6、5V直流电源

7、5V1kHz交流电源