篮球比赛记分牌

课程设计说明书

课程名称：数字电子技术课程设计

题目：篮球比赛记分牌

指导教师：***

日期： 2014 年 4 月 2 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

据篮球比赛情况，有得1、2、3分的情况，还有减分的情况，电路要具有加、减分显示的功能。 用两片四位二进制加法计数器74LS161组成二、三进制计数器，控制加2、3分的计数脉冲，3片十进制可逆计数器74LS192组成的加、减分计数器用于总分累加，最多可计999。译码器显示器用于显示分数。 1.记分电路

电路要具有加分、减分及显示的功能。当球队比赛得分时，用加法记分器通过控制脉冲分路加相应的分数。如果裁判不小心误判了，可以用减法计分器减掉误判的分数。用三个计数器和六个半导体数码管LED 进行对主队和客队的分数统计和显示，如图1所示:

图1 记分电路

2.倒计时钟电路

首先是全场的总倒计时电路，全场四十分钟，分四节，每节十二分钟，每打完一节倒计时暂停，并伴随灯亮通知，进入休息时间，此段时间不予计算。其次为每队持球进攻的时间为二十四秒，与总时间同步，此段计时电路具有重置开关，可对比赛球队进行持球时间判断。再次为二十秒暂停时间，可用于比赛球队叫停，进行战术调整等，此时切换至暂停电路，总倒计时和持球时间暂停工作，当暂停时间完后，再次切换至总场时间电路。电路如图2所示:

图2 倒计时钟电路

三、单元电路设计与参数计算

表1 74192功能表

表2 74160功能表

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

压电式蜂鸣器

压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5～15V 直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1.5～2.5kHZ 的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。

驱动方式：若无法提供频率信号给蜂鸣器工作，可考虑用内含驱动线路，给予直流电压即可。另有直音，快断音，慢断音不同的声响信号。 尺寸大小 尺寸会影响频率，小尺寸频率会较高。

电压大小p -o V 以计算 (1/2方波)，电压大小 以方波驱动p -p V ，电压愈高，音量愈高。Pin pitch 压电式蜂鸣器规格众多，往往不易找到一模一样的规格，可先挑pitch 一样，频率接近的试用。

图3 总比赛时间电路图

从电路图可知，此部分电路是由五片74LS192组成的时序逻辑电路，比赛开始对U23、U24与U28分别预置数为0001、0010和0001，使分钟数码显示管为12，节次数码显示管为1。给一时钟脉冲由74ls160的QD端接到U27的DOWN端，U27的BO端输出到秒十位的U25的DOWN端，进行60秒倒计时，再将U25秒十位的BO输出接到U24的DOWN端，进行分钟倒计时，分钟U24的BO输出端接到十位U23的DOWN端。将U23的BO端接到U28的UP端，使得节次数码显示管增加，逐节递增至五回归到一即可以重新计算另一场球赛的倒计时，与此同时，每节结束后UP端接收到的信号至蜂鸣器与发光LED告知本节比赛时间结束，即每节比赛伴随着节数蜂鸣器和灯光提醒。

图4 24秒进攻时间和20秒短暂停时间电路图

从图4电路图可知，持球时间部分电路是将U32预置数为0010为2，将U33预置为0100为4，将U32的QD输出一个非门接在U33与U32的LOAD上进行循环置数，而将S10接到U35的一段，U34的另一端接到电源比赛开始开关J3上，开始时电源开关J3(清零端)闭合为高电平，而J9断开为低电平，故U46输出端为高电平接到U32和U33的清零端进行清零，J3断开，U46接到J3端的引脚为低电平，当S10闭合U34输出为高电平进行换队清零，而这样就形成了24秒的进攻时间倒计时，可进行24秒重置数。当24秒结束时，有24秒违例警报，即当U35输出低电平时，蜂鸣器发生LED灯亮发出报警。

由上电路图可知，短暂停电路主要由两片74ls192构成的时序电路，它和比赛时间总电路连接在S8双掷开关上，当S8向上闭合时，比赛总时间电路运行，20秒短暂停电路不运行，当S8向下闭合时，20秒短暂停电路开始工作且比赛总时间电路暂停工作，当20秒跑完后蜂鸣器发出警报灯亮告知暂停时间到。

图5 记分电路路

图5的记分电路图主要由6片74ls192和6片74ls160组成，分别有一分记分电路、两分记分电路和三分记分电路，还有一个最重要的是加减置换电路部分，当有加错分或者误判时，可以通过S2和S3双掷开关实现加减分功能。

一分电路

对于U7，从0000变化到0011时，QA与QB通过与非门接到ENP，E过一个开关J3来控制，当达到0011时候，经过QA与QB的与非门出来的为零，使他保持0011的状态不变，QB输出的则是一个脉冲。

两分电路

对于U8,当从0000变化到0011时，QA与QB通过与非门接到ENP，RD通过一个开关J4来控制，当达到0011的时候，经过QA与QB的与非门出来的为零，使他保持0011的状态不变，QA输出的则是两个脉冲。

三分电路

对于U9，当从0000变化到0101时，QA与QC通过与非门接到ENP，RD 通过一个开关来控制，当达到0101的时候，经过QA与QC的与非门的为零，