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1、精选优质文档-倾情为你奉上 数字电子技术课程设计篮球比赛数字记分牌院 系 ：机电工程专 业 ：电子信息工程年级（班级）：2013级（2）班姓 名：叶庆缘学 号:指导教师：陈丽华完成日期： 2015 年 3 月 21日成 绩 ： 专心-专注-专业 目录篮球比赛数字记分牌1 引言电子课程设计是电子技术学习中非常重要的一个环节，是将理论知识和实践能力相统一的一个环节，是真正锻炼学生能力的一个环节。在许多领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛，定时报警器、游戏中的倒时器，交通信号灯、红绿灯、行人灯、交通纤毫控制机、还可以用来做为各种药丸，药片，胶囊在指定时间提醒用药等等，由此可见计时器在现代社会是
2、何其重要的。而对于体育的兴趣我就选择了篮球记分牌这个题目,所以有这样一个机会的我真的很兴奋同时我也有机会提升自己在数字电路中理论的能力.2 设计原理与方案2.1 设计任务与要求2.1.1设计篮球比赛数字计分牌，以达到以下要求：1分别记录两队得分情况；2进球得分加2分，罚球进球得分加1分；3纠正错判得分减2分或1分；4分别用三个数码管显示器记录两队的得分情况。2.2 设计方案1、篮球比赛数字计分牌要求能分别记录两队的得分的情况，可清零重新开始比赛，所以设置一开关用来复位。2、计分牌由百、十、个位组成，用LED数码管（共阴）显示，配用相应译码器CD4511。3、分数的个位与十位计数用十进制加/减计
3、数器（CD40192）来实现。百位由JK触发器组成只呈现1或不显示状态，即达到100分前只有个位与十位显示，计分系统最多只有199分。4、用防抖动的按键开关控制计分器的触发信号。电路总体框图如下：3 电路设计与调试3.1 模块设计3.1.1 计数编码电路加、减输入信号经十进制计数器后分别得到个位、十位的输出信号，然后输入到译码显示电路，十进制计数器由两块CD40192（可预置BCD加/减计数器(双时钟)）构成。对于百位，也可以采用CD40192计数，但根据生活实际情况，只选择了两种状态，即1和不显示，所以为了避免浪费元件，同时造成接线的麻烦只选用了JK触发器，作为百位计数。 3.1.2 译码显
4、示电路一般译码显示电路选用显示译码器和显示器配合好的器件,使得驱动功率足够大，逻辑电平相匹配。本电路系统采用共阴型LED数码管来作为显示部分，用高电平驱动LED数码管时不能用普通TTL译码器，所以选用了CD4511驱动器。 3.1.3 开关控制输入电路 由于开关的机械振动不适合对反应速度极快的门电路进行控制，否则会发生误计数，所以在本电路设计中要加防抖动电路,使产生稳定的0/1输出。可以选用RS触发器构成的开关电路来消除抖动，此电路也称为单脉冲产生电路，能输出稳定的信号。 3.2 单元电路的设计3.2.1 计数编码电路的设计双时钟可逆BCD码十进制计数器CD40192。加法时钟端CPu和减法时
5、钟端CPd由脉冲的上升沿触发，分别完成加、减法计数。数据输出端Qa,Qb,Qc,Qd接到CD4511的ABCD端，进位TCu和借位TCd端分别和上一位计数器CPu和CPd相连。其管脚图和功能表如下图： CO是加计数进位输出端，当加计数到最大计数值9时，CO发出一个低电平信号（平时为高电平），为减计数借位输出端，当减计数到零时，BO发出一个低电平信号（平时为高电平）。本电路用两片CD40192构成2位十进制加减计数器，采用串行进位、借位方式级联，每当个位计数器由9复0时，其CO发出一个负脉冲作十位计数器加计数的时钟信号，使十位计数器加1计数。同理，控制CPd端进行减计数。计数器CD40192的C
6、Pu和CPd端有相互制约的关系，即互为高电平时输入有效。CPu和CPd平时都为高电平，计数时由一个负脉冲的上跳沿触发，所以两个端口的控制信号要稳定。（见下述）百位计数只取了1和不显示，根据实际情况，比赛最高分只取199分，所以显示的最高位用JK触发器，因为它只有0和1两有种状态。本电路采用CD4027（双J-K触发器），其管脚 图和功能表如下图： 3.2.2 译码驱动显示电路设计CD4511是一块含BCD七段锁存/译码/驱动/消隐电路于一体的集成电路，其管脚见下图：CD4511的1、2、6、7脚为BCD码输入端，在本电路中用于输入计数器输出的BCD码；译码输出端分别是“a-b-c-d-e-f-
7、g”，其真值表如下图： CD4511输出端接数码管显示，数码管每段的工作电流为10mA左右，所以必须在CD4511的输出端接上7个限流电阻，因为我们选用的电源是10V，由此可取（5101K）的电阻，第3脚为测试端（LT），当LT为“0”时，输出为“8”，此端可以用来在制作时测试数码管的好坏和显示故障，第4脚为消隐端（BI）当BI为“0”时，输出全为“0”显然还可以清除锁存器内的数值。第五脚为锁存允许端（LE），第16脚接电源正极，第8脚接电源负极，根据CD4511的真值表可知，LT、BI、VCC本电路接高电平；LE为锁存端，高电平锁存，本电路接低电平。本单元电路如下图所示： 3.2.3 信号输
8、入控制电路设计如上所述，系统信号输入需要稳定的脉冲，而作为计分牌我们用开关手动控制，手动控制的电路如图8所示，电路十分简单,我们只是利用了CD4011来一个上升沿脉冲输入到CD40192计数，用手动开关来控制，电路由开关S1、电阻和电容组成。因为开关是按钮开关，当开关在开或关的瞬间会产生多次抖动，从而使电路误计数，所以电路中R1、C1，R2、C2是专为防止开关抖动设置的，为了使防抖动效果更好，在CO和BO分别接上拉电阻和接地电容，可以保证每当进行一个计数时计数器的另一个输入端口都是高电平。104、103瓷介电容起消除抖动作用。 4 结论对一个球队来说，当进球或罚球得分时,IC1的4号脚是高电平
9、，按两下或一下S1开关，则IC1的5脚输入一个上升沿脉冲，使CD40192做加法运算在数码管上显示分数。当纠正错判时，按S2两下或一下，数码管上相应减2分或1分。当开始新的比赛时，按开关S3复位，使数码管上显示“00”。5 设计心得体会一周的数电课程设计就这样结束了，回想起来，感慨良多。虽然很辛苦，但是相 反自己也从中学习到了很多，更加了解数电这门课程的意义，还加强了自己的动手能力。首先面对的第一个难题是总体电路的设计。开始我们毫无头绪，后来上网查阅了很多资料，才结合课本上的知识着手设计。其次的难题就是对设计的电路进行仿真。仿真时，都是从零开始：一个一个器件都要从软件里面找，这本身也是个艰苦的过程。最大的难题莫过于电路焊接。在电路焊接过程中，必须小心小心再小心，由不得一丁点儿的马虎，专心致志，手要稳，一抖就坑爹了。还有那个芯片的摆放，这也不简单，我们花了好几个小时的时间，又是想又是在纸上画，摆放三、四次才勉强可以。就是这样在焊接时，有个别的器件还要改变位置。这次课程设计时间很短，过的很快，也很辛苦，锻炼了自己，也学习到了知识，获益良多。参考文献1 阎石.数字电子技术基础(第五版）.高等教育出版社.附录A 整体电路图附录B 元件清单附录C 实物图