篮球比赛数字记分牌-数字电路.docVIP

PAGE 1 - 目录 一、设计任务与要求………………………………………1 二、设计中用到的元件清单1 三、总体方案的设计………………………………………1 四、模块设计………………………………………………2 五、单元电路的设计………………………………………3 六、总体电路图……………………………………………8 七、电路工作原理…………………………………………8 八、电路组装与调试………………………………………8 九、分析与心得……………………………………………9 十、参考文献………………………………………………9 题目：篮球比赛数字记分牌 一、设计任务与要求 　　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。 二、设计中用到的元件清单 CD40192（可预置BCD加/减计数器(双时钟)） 2个； CD4011或74HC00（四2输入与非门） 1个； CD4027 （双J-K触发器） 1个； CD4511（BCD锁存,7段译码,驱动器） 2个； LED数码管 3个； 按键开关 3个； 二极管 1N4001 2个 电容 104 2个； 103 2个； 电阻 47k 1个； 10kΩ 5个； 2kΩ 14个； 实验板一个； 导线若干等。 三、总体方案的设计 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。 电路主体方框图设计如图1：  四、模块设计 4.1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。? 4.2 译码显示电路 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。 4.3 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，（如图2）。也可以增设阻容元件来消除开关的抖动，如本实验所采用。 4.4 总体方案的选择 为了简化电路，同时使设计电路的功能很好的实现，选择RC防抖动开关作为输 入的开关控制信号，同时，使系统用计数器和JK触发器只显示199分的最高分。 五、单元电路的设计 5.1计数/编码电路设计 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3：　　是加计数进位输出端，当加计数到最大计数值9时，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，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CPu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4： 5.2