基于数字电路的篮球比赛数字计分牌的设计

本科毕业论文（设计）（题目：基于数字电路的篮球比赛数字计分牌的设计）姓名：学号：专业：通信工程院系：电子通信工程学院指导老师：王静职称学位：讲师/学士完成时间：2013年5月教务处制安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）安徽新华学院本科毕业论文（设计）独创承诺书本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。毕业论文（设计）作者签名：日期：安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）I基于数字电路的篮球比赛数字计分牌的设计摘要随着科技的发展和人们生活水平的逐渐提高，各种有利于生活的电子产品开始逐步进入人们的生活。数字记分牌的出现则代替了记分员人工翻动记分牌累计积分的繁琐劳动，使各种比赛进入了更智能、更高效、更精准的人机互动时代，在各种比赛中具有重要意义。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。关键字:数字记分器；LED数码管；计数器；仿真安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）IIDesignofdigitalscoreboardbasketballgamebasedonthedigitalcircuitAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,andtheincreasingimprovementofpeople’slivingstandards,variouselectronicproductshavegraduallycomeintoourlife.Theappearanceofdigitalscoreboardhasreplacedtriviallaborcausedbyscorekeeperswhomanuallyturnthescoreboardtogettheaccumulatedpoints,whichmakevariouscompetitionentermoreintelligent,efficientandaccurateman-machineinteractionage.Basedondigitalcircuit,thischapterintroducesthedesignofbasketballdigitalscoreboard.Threepiecesoffourbitbinaryaddingdevice(74LS161)areusedinhardwaretoconstituteahex,binaryandthreehexacedemicalcounterrespectively.Withthreeswitchesrespectivelyforthecountingofonepoint,twoandthreepoints,theninputnumericalvaluetodecimalplusorminuscounter(74LS161)throughlogiccircuitfortheaccumulationoftotalpoints.Besides,threeseven-segmentLEDdigitaltubesareusedtodisplayhundreds,tensandoneplace.LEDadoptsdynamicscanningdisplaywith74LS48chipdriver.Multisimisusedinsoftwareforthesimulationofreversiblecounter,therefore,thewholesystemcanrealizethecountingandaccumulationofthescoreduringtheprocessofbasketballmatch.KeyWord:DigitalMarker;LEDDigitalTube;Counter;Simulation安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）目录1绪论...................................................................................................12Multisim的简介......................................................................................23设计思路和方法.....................................................................................33.1设计目的..............................................................................................33.2设计方案..............................................................................................33.3设计单元电路......................................................................................33.3.1二进制加法计数器74LS161...........................................................33.3.2十进制可逆计数器74LS192...........................................................73.3.3七段显示器.......................................................................................83.3.4七段显示译码器74LS48.................................................................93.4电路设计............................................................................................123.4.1三片四位二进制加法器74LS161分别组成1.2.3进制计数器.123.4.2三片十进制可逆计数器74LS192加减法计数器........................133.4.3555构成时钟发生器.......................................................................174总电路图与仿真...................................................................................185总结.................................................................................................23致谢.....................................................................................................24参考文献...................................................................................................25安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）11绪论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。安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）22Multisim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。(1)鼠标点击控制更易于使用；(2)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；(3)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；(4)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(AnalogDevices)，德州仪器(TexasInstruments)和凌力尔特公司(LinearTechnologies)，新的电源仿真模块，无源器件功能加强；(5)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。安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）33设计思路和方法3.1设计目的(1)熟悉中规模集成可逆计数器，译码器和显示器的功能；(2)培养创造性地运用所学知识进行数字系统设计的能力和兴趣；(3)了解数字系统的实验及调试方法，以及一般故障的排除方法。3.2设计方案根据篮球比赛实际计分原理，分为1、2、3分三种计分，并且有减分的情况，所以电路要能实现加、减分显示的功能。用三片四位二进制加法计数器74LS161组成一、二、三进制计数器，来控制加1、2、3分的累加计数，用三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，译码器显示器用于显示分数。3.3设计单元电路3.3.1二进制加法计数器74LS161图3.174LS161管脚安徽新华学院2013届本科毕业论文（设计）4管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0~P3使能CEP，