篮球比赛记分牌电路的设计与仿真分析.docx

LU川师范大学成都学院电路与电子技术课程设计篮球比赛记分牌电路的设计与仿真分析学生姓名 吴博学号 所在学院 通信工程学院专业名称 通信工程班 级 2012级广电1班指导教师 孙活成绩川师范大学成都学院二O—四年十二月课程设计任务书学生姓名吴博学生学号2010101043学生专业广播电视学生班级12 广电1班指导教师孙活职 称讲师发题日期2014 年 10 月 18 日完成日期2014年12月26日设计题目篮球比赛记分牌电路的设计与仿真分析设计目的：1•自选器件设计篮球记分牌电路，要求加以双方各显示为3位数（可显示至百 位）；2•分别用3个按键，给记分牌家1、2、3分；3.用一个开关实现加减控制4•每次监球比赛记分后用一个开关给系统清零，使系统复位，准备下一次比赛 计分具体任务及要求：1•设计电路原理图；2.熟练使用Multisim软件设计其相应电路图；3•仿真并调试其设计电路图；4•按照课程设计报告要求，完成设计报告书，参加课程设计答辩课程设计进度安排：序号内容安排时间1收集资料9月26日2确定方案，熟悉使用仿真软件9月27日3设计相应电路图10月8日-16日4完成实物仿真及上交仿真作品10月17日5完成课程设计报告撰写12月13日6上交设计报告并参加课程设计答辩12月20日课程设计参考文献：[1] 李良荣，现代电子技术设计，机械工业出版社[2] 王冠华，Multisim11，国防工业出版社⑶ 朱力恒，点自己住仿真实验教程，电子工业出版社[4] 王连英，基于Multisim10的电子仿真实验与设计，北京邮电大学出版社[5] 阎石，数字电子技术基础，高等教育出版社指导教 师签字院长审核 签字篮球比赛记分牌电路的设计与仿真分析内容摘要：本文介绍了基于数字电路的篮球数字计分牌的设计，在硬件方面使 用三片四位二进制加法器74LS161分别组成1,2,3进制计数器，用三个开关分 别进行1分，2 分，3 分的计数，然后把数值通过逻辑电路输入到十进制加/减 计数器74LS192进行总分的累加。

使用三个七段LED数码管来进行显示百位， 十位，个位，LED采用的是动态扫描显示，用74LS48芯片进行驱动软件方 面使用Multisim对可逆计数器进行仿真，整个系统能够对篮球比赛过程中比赛 分数进行计数累加，实现对整个比赛的计分关键词：数字记分器 LED 数码管 计数器 仿真Design and Simulation Analysis basketball gamescoreboard circuitAbstract ： Th i s article describes the basketball digital scoreboard d i g i t a l c i rcu i t -ba s ed de s i gn, u s i ng a t hree-p i ece four-b i t b i nary adder, respectively, in terms of hardware consisting of 1,2,3 74LS161 binary counter,withthreeswitchesfor1min,2min,respectively,3pointscount, then by logic input value to decimal up / down counter 74LS192 be cumulative score. Using three seven-segment LED digital display to one hundred, ten, abit, LEDusesadynamic scanningdisplay, drivenby74LS48 ch i p. S of t ware for u s e M u l t i s i m s i mu l a t i on rever s i b l e coun t er , t he en t i re system can score the basketbal l game during the game counts the cumulative realized for the entire game scoring.Keywords：Digital Marker LED Digital Tube Counter Simulation目录r / —前言1 Multisim 的简介 22 系统总体方案及硬件设计 32.1 总体方案 32.2 记分器电路 32.3 设计所需的元件 43 各模块设计 43.1 数字键盘部分 43.2 编码部分 73.3 数据选择器部分 73.4 移位寄存器部分 93.5 显示部分 94 软件仿真 115 结束语 12附 录 13附录 1: 系统原理图 13参考文献： 14篮球比赛记分牌电路的设计与仿真分析» t —1—前言数字记分牌在许多领域中得到普遍应用，在体育比赛、各种现场抢答比赛、 各种互动游戏中均能见其身影。

在篮球比赛中，若采用人工计分的方法势必非常 繁琐且错误率高，而采用数字记分牌就能高效的解决这一问题，由此可见计分牌 在现代社会的各个领域的重要作用这次设计是一个难得的机会，也将成们为大 学四年中十分宝贵的经历，它既是对我们所学理论知识的一次有效检验，也是对 我们的实践认识和能力的一次提高通过这次数字逻辑实训设计，我们相信对本 专业的兴趣会更加浓厚，对本专业知识有更深的了解 EDA 技术以硬件描述语言来 描述系统级设计，采用自顶向下的设计方法，并支持系统仿真和高层综合能在 设计的各个阶段对电路系统进行仿真和模拟，使设计者在系统的设计早期就能查 设计系统的功能，极大的减少了可能发生的错误，减少了开发成本在日常生活中，我们会遇到很多比赛，会经常见到电子记分器那么这种记 分器的原理是什么呢？编码器将输入的每一个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码，而译码 器正好相反是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高，低电平信号或另外一 个代码数据选择器从一组输入数据中，通过给定不同的地址代码，选出某一个 来移位寄存器用于寄存一组二进制代码并能实现异步置零、状态保持功能七 段显示数码管能将二进制代码译成数码管所需要的驱动信号，从而使数码管将十 进制数字显示出来。

随着科技突飞猛进的发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出，尤 其在科学与技术方面而编码器译、码器数、据选择器、移位寄存器等一些逻辑 器件起着关键作用，所以学会使用这些器件非常重要在这里通过对器件功能的 学习和分析介绍，完成对电路的设计，对数字电子技术有了进一步的了解同时 也明白了生活中的一些电子产品的工作原理1 Multisim的简介随着计算机技术飞速发展，可以通过计算机辅助分析和仿真技术来完成对电 路设计计算机仿真在教学中的应用，而不是大包大揽的试验电路，大大减轻验 证阶段的工作量；其强大的实时交互性、信息的集成性和生动直观性，为电子专 业教学创设了良好的平台，极大地激发了学生的学习兴趣，能够突出教学重点、 突破教学难点；并能保存仿真中产生的各种数据，为整机检测提供参考数据，还 可保存大量的单元电路、元器件的模型参数采用仿真软件能满足整个设计及验 证过程的自动化Multisim 作为一个高度互动且易于使用的工具，具备专业软件工具优势， 它可以帮助学生深刻理解电路理论与行为鼠标点击控制更易于使用改进的微控制器(MCU)仿真；会聚帮助：自动解决仿真错误，不需要理解复 杂的SPICE选项和设置。

数据的可视化与分析功能增强：用新的电流探针仪器显示通过线路的瞬变电 流，强化的静态探针用于参考测量，可用作任何分析的数据输出，初始条件在原 理图中的显示，增强对仿真行为的理解元件库的质量和容量提高：1200多个新元器件和500多个新模块，来自美 国模拟器件公司(Analog Devices)，德州仪器(Texas Instruments)和凌力尔特 公司(Linear Technologies)，新的电源仿真模块，无源器件功能加强改变参数，如元件的公差、电阻、电容、电感的组合时，无需重新替换元器 件，新的双极电压和电流源，单一符号数字元器件2系统总体方案及硬件设计2.1 总体方案方案一:加减输入 1 分，2 分，3 分，5 分的智能加减记分器，把按键的输入 信号通过编码器把十进制编译成二进制数码；利用累加器原理，结合寄存器的存 储功能，把二进制数码输入到 7448 译码器来驱动七段数码管以达到显示分数的 目的这种方案设计出的记分器适用于各类学校篮球、排球、乒乓球等竞赛场合方案二:计出可以随时输入两侧分数，并保持比分显示且有强制清零功能的 记分器设置 0—9 十个数字输入键盘，通过编码器把十进制编译成二进制数码 DCBA，把DCBA分别输给移位寄存器并行输入端和数据选择器的地址输入端来选 择信号作为移位寄存器的 CP 信号来源。

数码显示管通过输入寄存器的 DCBA 来显 示分数这种方案设计出的记分器不仅适用各类学校篮球、排球、乒乓球等竞赛 场合而且可以作为各类知识竟答抢答器的记分部分，应用场合更为广泛综合以上方案结合设计技术指标与要求我们选择了方案二进行设计电源部 分采用干电池供电主记分电路由编码器（74147）、数据选择器（74LS151）、 移位寄存器（74194）和显示器（LED）部分组成其流程图如图2-1所示直流电源 数字键盘移位寄存器数据选择器数码管图 2-1 主计分电路流程图2.2 记分器电路记分器电路为本设计的主电路，也是重点设计的电路分别由数字控制键盘、 编码器、数据选择器、移位寄存器、七段数码显示管和强制清零按钮及甲乙输分 控制开关组成如图 2-2 所示设置 0—9 十个数字输入键盘，通过编码器把十 进制编译成二进制数码DCBA，把DCBA分别输给移位寄存器并行输入端和数据选择器的地址输入端来选择信号作为移位寄存器的CP信号来源数码显示管通过 输入寄存器的DCBA来显示分数元件数量（个）74147 （编码器）74LS194 （移位寄存器）74LS151 （数据选择器）七段数码显示管（7448译码器集成其中）74LS04非门74LS32正或门电阻（1KQ）10单刀双掷开关12导线若干表2-1元件个数3各模块设计3.1数字键盘部分实际中应用键盘来控制数值的输入，这里用单刀双掷开关来替代。

0――9十个开关连接如图3-1所示工作中由于后面电路的要求，开关平时处在上面给后面电路高电平，按下按键的一刻给后面的电路以低电平来触发 编码器和数据选择器工作图3-1工作流程图单击运行按钮，可观测仿真结果电路能完成计时、校时以及整点报时功能计时功能：开关SI、S2都处于左边触点时，数字时钟工作于计时状态此 时，电路中的秒计时电路、分钟计时电路以及小时计时电路分别对秒。