籃球比賽數(shù)字計分牌

1、 煙 臺 南 山 學(xué) 院 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計 題目 籃球比賽數(shù)字計分牌 姓 名： 所在學(xué)院： 計算機與電氣自動化學(xué)院 所學(xué)專業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級 電氣工程1006班 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 完成時間： 2012年12月 內(nèi)容摘要隨著社會的發(fā)展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的電子產(chǎn)品開始進入人們的生活。電子計時計分系統(tǒng)可取代傳統(tǒng)記分員手動翻動記分牌的工作模式，對比賽的比分和時間進行快速采集記錄，加工處理，傳遞利用的信息系統(tǒng)。根據(jù)不同運動項目的不同的比賽規(guī)則要求，體育比賽的記分系統(tǒng)包括測量類，評分類，命中類制勝類，得分類等多種類型。 電子計時計分器系統(tǒng)是一個負責(zé)各類

2、體育競賽技術(shù)支持系統(tǒng)前沿（比賽場地）的數(shù)據(jù)采集和分配的專用系統(tǒng)，它負責(zé)各類體育競賽結(jié)果、成績信息的采集處理、傳輸分配，即將比賽結(jié)果數(shù)據(jù)通過專用技術(shù)接口、界面、協(xié)議，分別傳送給裁判員、教練員、計算機信息系統(tǒng)、電視轉(zhuǎn)播與評論系統(tǒng)、現(xiàn)場大屏幕顯示系統(tǒng)等。 由于體育競賽的不可重復(fù)性，決定了電子計時計分系統(tǒng)是一個實用性很強、可靠性要求極高的以計算機技術(shù)為核心的電子服務(wù)系統(tǒng)。因此，電子計時計分系統(tǒng)自身組成獨立的采集、分配、評判、顯示發(fā)布系統(tǒng)，做到所以信息的實時、準(zhǔn)確、快捷、權(quán)威。電子計時計分設(shè)備是各類體育競賽中不可缺少的電子設(shè)備，電子計時計分系統(tǒng)設(shè)計是否合理，關(guān)系到整個體育比賽系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和可靠，并直接

3、影響到整個體育比賽的順利進行。 電子計時計分系統(tǒng)是體育競賽的重要工程項目，是關(guān)系到競賽成敗的關(guān)鍵工程，每一個單項體育競賽都具有對應(yīng)的專門電子計時計分工作系統(tǒng)。這些工作系統(tǒng)各不相同，但都是各單項成績處理系統(tǒng)的前級數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，除了提供計算機成績處理系統(tǒng)競賽數(shù)據(jù)以外，還需要在部分項目中連接電視轉(zhuǎn)播等其他工作系統(tǒng)，電子計時計分需要極高的工作穩(wěn)定性和可靠性。 由于LED顯示牌是目前公共場所中信息發(fā)布的主要載體，因此該系統(tǒng)也可拓展使用到會展中心、廣場、銀行、市場等公共場所及車站機場等交通運輸行業(yè)。尤其是一些發(fā)布數(shù)據(jù)并需要經(jīng)常手動更新的領(lǐng)域。因此，該項目有著重要意義。 關(guān)鍵詞：電子計時計分 LED數(shù)碼管

4、籃球記分 數(shù)電 目錄1 緒論21.1籃球積分牌的設(shè)計意義21.2設(shè)計目的21.3 系統(tǒng)的主要功能22 總體設(shè)計方案32.1設(shè)計要求32.2方案選擇32.3方案框圖33 設(shè)計步驟及原理43.1設(shè)計單元電路43.1.1二進制加法計數(shù)器74LS16143.1.2置數(shù)控制端LD43.1.4十進制可逆計數(shù)器74LS192引腳圖管腳及功能表53.1.5七段顯示器53.1.6七段顯示譯碼器74LS4853.2電路設(shè)計73.2.1三片四位二進制加法器74LS161分別組成1.2.3進制計數(shù)器73.2.2 三片十進制可逆計數(shù)器74LS192加減法計數(shù)器用于累加總分83.2.3 實驗總設(shè)計圖94 元器件的選擇10

5、5 設(shè)計中的問題及解決方法106 心得體會111 緒論1.1籃球積分牌的設(shè)計意義數(shù)字電路課程設(shè)計是自動化技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，是將理論知識和實踐能力相統(tǒng)一的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個環(huán)節(jié)。 在許多領(lǐng)域中計時器均得到普遍應(yīng)用，諸如在體育比賽，定時報警器、游戲中的倒時器，交通信號燈、紅綠燈、行人燈、交通纖毫控制機、還可以用來做為各種藥丸，藥片，膠囊在指定時間提醒用藥等等，由此可見計時器在現(xiàn)代社會是何其重要的。而對于體育的興趣我就選擇了籃球記分牌這個題目,面對世界上的籃球聯(lián)賽沒有人會對其水平有所懷疑.所以有這樣一個機會的我真的很興奮同時我也有機會提升自己在數(shù)字電路中理論的能力.籃球比

6、賽的計時系統(tǒng)有計時器等多種電子器件組成完善的籃球比賽計時應(yīng)能夠與現(xiàn)場成績處理，現(xiàn)場大屏幕等多種設(shè)備有關(guān)，以便實現(xiàn)高比賽現(xiàn)場感，表演娛樂觀眾等功能目標(biāo)。1.2設(shè)計目的 1、熟悉中規(guī)模集成可逆計數(shù)器，譯碼器和顯示器的功能； 2、培養(yǎng)創(chuàng)造性地運用所學(xué)知識進行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的能力和興趣； 3、了解數(shù)字系統(tǒng)的實驗及調(diào)試方法，以及一般故障的排除方法。1.3 系統(tǒng)的主要功能本次設(shè)計主要應(yīng)用與籃球比賽中，分別記錄兩隊得分情況；進球得分加2分，罰球進球得分加1分，外線三分球投中加三分。糾正錯判得分減2分或1分；分別用三個數(shù)碼管顯示器記錄兩隊的得分情況。 2 總體設(shè)計方案2.1設(shè)計要求1、 分別記錄兩隊得分情況；2

7、、 進球得分加2分，罰球進球得分加1分，外線三分球投中加三分；3、 糾正錯判得分減2分或1分；4、 分別用三個數(shù)碼管顯示器記錄兩隊的得分情況。2.2方案選擇據(jù)籃球比賽情況，有得1、2、3分的情況，還有減分的情況，電路要具有加、減分顯示的功能。 用兩片四位二進制加法計數(shù)器74LS161組成二、三進制計數(shù)器，控制加2、3分的計數(shù)脈沖，3片十進制可逆計數(shù)器74LS192組成的加、減分計數(shù)器用于總分累加，最多可計999。譯碼器顯示器用于顯示分數(shù)。2.3方案框圖 圖籃球記分牌方案框圖 3 設(shè)計步驟及原理3.1設(shè)計單元電路二進制加法計數(shù)器74LS161 圖3.1.1 74LS161引腳圖 管腳圖介紹： 時

8、鐘CP和四個數(shù)據(jù)輸入端P0P3 清零/MR 使能CEP，CET 置數(shù)PE 數(shù)據(jù)輸出端Q0Q3 以及進位輸出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)置數(shù)控制端LD當(dāng)LD=0且無復(fù)位信號時，可以從輸入端輸入一個任意數(shù)并保持在芯片中,以后計數(shù)將從此數(shù)開始,此數(shù)稱為預(yù)置數(shù)。如輸入數(shù)1001，計數(shù)器將按下面的方式循環(huán)：工作狀態(tài)控制端EP和ET當(dāng)無預(yù)置數(shù)且無異步復(fù)位時，若ET=0，則電路保持原態(tài)且無進位，當(dāng)ET=1時，若EP=0，則電路保持原態(tài)且有進位，若EP=1，電路為計數(shù)狀態(tài)。表為74LS161的真值表： 表3.1.3 74LS161的真值表CPRDLD

9、EP WT工作狀態(tài) * 0*置0 10*預(yù)置數(shù) * 1101保持 * 11*0保持（c=0) 1111計數(shù)十進制可逆計數(shù)器74LS192引腳圖管腳及功能表 74LS192是同步十進制可逆計數(shù)器，它具有雙時鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號如圖所示： 圖 可逆計數(shù)器74LS192引腳圖 七段顯示器半導(dǎo)體數(shù)碼管是由七段發(fā)光二極管（Light Emitting Diode）組成，簡稱LED。 共陰共陽的判斷： 可以假設(shè)它是共陽的，那么任一段串入一個100歐姆電阻到5V，相應(yīng)段就會被點亮；否則為共陰的數(shù)碼管。 圖共陰極七段數(shù)碼管顯示器七段顯示譯碼器74LS48 7448是一種與共陰極

10、數(shù)字顯示器配合使用的集成譯碼器。74LS48是一個BCD七段譯碼LED驅(qū)動器。74LS48的邏輯功能： 正常譯碼顯示。LT=1，BI/RBO=1時，對輸入為十進制數(shù)l15的二進制碼（00011111）進行譯碼，產(chǎn)生對應(yīng)的七段顯示碼。 （2）滅零。當(dāng)LT=1，而輸入為0的二進制碼0000時，只有當(dāng)RBI =1時，才產(chǎn)生0的七段顯示碼,如果此時輸入RBI =0 ，則譯碼器的ag輸出全0，使顯示器全滅；所以RBI稱為滅零輸入端。 （3）試燈。當(dāng)LT=0時，無論輸入怎樣，ag輸出全1，數(shù)碼管七段全亮。由此可以檢測顯示器七個發(fā)光段的好壞。 LT稱為試燈輸入端。（4）特殊控制端BI/RBO。BI/RBO可

11、以作輸入端，也可以作輸出端。 作輸入使用時，如果BI=0時，不管其他輸入端為何值，ag均輸出0，顯示器全滅。因此BI稱為滅燈輸入端。作輸出端使用時，受控于RBI。當(dāng)RBI=0，輸入為0的二進制碼0000時，RBO=0，用以指示該片正處于滅零狀態(tài)。所以，RBO 又稱為滅零輸出端。 74LS48使用方法： 用于共陰數(shù)碼管的譯碼電路7448內(nèi)部有限流電阻，故后接數(shù)碼管時不需外接限流電阻。由于7448拉電流能力?。?mA）,灌電流能力大（6.4mA）,所以一般都要外接電阻推動數(shù)碼。 3.2電路設(shè)計三片四位二進制加法器74LS161分別組成1.2.3進制計數(shù)器 第一個161控制加3分的計數(shù)脈沖，第二個1

12、61控制加2分的計數(shù)脈沖,第三個161控制加2分的計數(shù)脈沖。電路圖如下圖具體的設(shè)計思路:(以加三分為例)在于怎么樣在開關(guān)的開短前后能夠讓有限的脈沖的通過并且能夠保持下脈沖數(shù)在對74ls161的功能的合理使用. 當(dāng)開關(guān)開時， LD=1;R=ET=EN=1; 此時161進行計數(shù),但是當(dāng)計數(shù)到0011即十進制數(shù)3時,通過加入反饋使EN=O,從而使其保持.當(dāng)開關(guān)關(guān)時,使LD=0;使其預(yù)置數(shù)為零通過與非門后使EN=1.從而使其循環(huán)使用。具體的設(shè)計思路:(以加三分為例)在于怎么樣在開關(guān)的開短前后，能夠讓有限的脈沖的通過并且能夠保持下脈沖數(shù)在對74ls161的功能的合理使用。當(dāng)開關(guān)開時。LD=1;R=ET=

13、EN=1; 此時161進行計數(shù),但是當(dāng)計數(shù)到0011即十進制數(shù)3時,通過加入反饋使EN=O,從而使其保持.當(dāng)開關(guān)關(guān)時,使LD=0;使其預(yù)置數(shù)為零通過與非門后使EN=1.從而使其循環(huán)使用。 圖3.2.1 74LS161接線圖 三片十進制可逆計數(shù)器74LS192加減法計數(shù)器用于累加總分 圖 累加總分電路圖 圖 時鐘發(fā)生器 實驗總設(shè)計圖 圖 實驗總設(shè)計圖 比賽隊得1分時，按下S1鍵加1分，得2分時按S2鍵加2分，得3分時按下S3鍵加3分。如分數(shù)計錯需減分時，每按一次S4鍵減1分。以此實現(xiàn)電路的功能。4 元器件的選擇 74LS161三片 74LS192三片 74LS48三片 BS201A三片 EDA仿

14、真軟件-MULTISIM10 電容 電阻 單刀雙擲開關(guān) 電路版 導(dǎo)線 各種焊接工具5 設(shè)計中的問題及解決方法在實際連線過程中，幾次出現(xiàn)了故障。其中接線錯誤有很多。另外一個讓人頭疼的錯誤就是實驗板與芯片接觸不良，如果沒有耐心和細心，難以準(zhǔn)確找出故障點。 同時要仔細思考，進行認真的分析和判斷。在不通電的情況下，通過目測，對照電路原理圖和裝配圖，檢查每一塊片是否正確，極性有無接反，管腳有無損壞，連線有無接錯包括漏錯線、短路和通電后，通過類比法，高低電平比較法等方法逐一找出故障點。在安裝過程中，我們主要碰到了以下故障。 1、數(shù)碼管燈不亮 可能原因：1數(shù)碼管原本就是壞的；2通電情況不好，電源未接通，接地

15、未接好。3接線錯誤接線過程中出現(xiàn)短路、斷路 2、芯片不能正常工作 可能原因：(1)芯片本身就是壞的。(2)未給芯片通電，接電源和接地處的導(dǎo)線出現(xiàn)斷路。(3)芯片未插好，在安裝芯片過程中將管腳折斷或扭曲(4)接線錯誤，如將輸入端和輸出端接反.(5)芯片邊緣管腳孔接觸不良。 3、數(shù)碼管能顯示但輸入脈沖后不能倒計時 可能原因：（1）連接脈沖輸入的導(dǎo)線出現(xiàn)斷路（2）脈沖未接在芯片74192的4號管腳（3）芯片74192的5號管腳未接高電平、11號管腳的連線未接好。電路改進： 幾經(jīng)調(diào)試之后，發(fā)現(xiàn)調(diào)試結(jié)果與實際情況有所差入。在調(diào)試中，遇到了很多的問題如導(dǎo)線是壞的，費了很大勁才排查出。之后又是芯片出現(xiàn)了問題

16、，還好及時的換了芯片。更換之后再調(diào)試，發(fā)現(xiàn)有兩個燈顯示不對，便又懷疑顯示燈有問題，我們將那兩個芯片的輸出端與另外的指示燈連接起來發(fā)現(xiàn)指示燈與輸入的信號一致，證明了那兩個顯示燈是有問題的。解決這問題后，我們便思量怎么樣才能使整個接線顯得美觀，要是將導(dǎo)線束理清楚，接電源線盡量用紅線，地線用黑線在接顯示管的四個輸入端時導(dǎo)線依次用紅橙黃綠以便排查故障時方便檢查，導(dǎo)線盡量不要交叉，盡量用短線，同類芯片在安裝時要接在電路板的同一行防止出錯。 6 心得體會持續(xù)一個周的數(shù)電課程設(shè)計結(jié)束了，雖然在做的過程中遇到了很多問題，但總體上哈市比較成功的，從中受益匪淺。平時在課堂上學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容付諸于實踐并不是一件簡單的

17、事。整個過程中查閱了大量資料，上網(wǎng)查找相關(guān)的內(nèi)容，和周圍的同學(xué)一次次的探討和交流和設(shè)計思想。初看題目不知該如何下手，畢竟課程設(shè)計不同于實驗課，電路圖都要自己設(shè)計。不過還是在不斷的堅持和努力之下很好的完成了這次的數(shù)字電路課程設(shè)計。通過這次的課程設(shè)計，我有很大的收獲。 1、通過這次課程設(shè)計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設(shè)計過程中，我們通過這個方案包括設(shè)計了一套電路原理，和芯片上的選擇。這個方案總共使用了3片74LS161，3片74LS192，3片譯碼器74LS48，3個數(shù)碼管顯示器，仿真軟件的使用，還有一些基本的邏輯門的芯片。我覺得做課程設(shè)計不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，由于課本

18、上的知識太多，平時課間學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次數(shù)電課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。全面系統(tǒng)的理解了編譯原理程序構(gòu)造的一般原理和基本實現(xiàn)方法，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性。把學(xué)過的計算機編譯原理的知識強化，能夠把課堂上學(xué)的知識通過自己設(shè)計的程序表示出來，加深了對理論知識的理解。我認為相互討論共同研究也是很重要的，實驗中經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，比如電路設(shè)計各種計數(shù)功能的集成塊的使用以及譯碼顯示的綜合應(yīng)用剛開始都不很清楚，通過和同伴研究討論深刻了解了它們的用途，所以實驗中能很準(zhǔn)確的設(shè)計電路圖，并明白它們在實驗中的功能。 這次課程設(shè)計我體會最深的一點就是理論要與實際相結(jié)合，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己