电气与信息工程系篮球计时计分设计报告01
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《数字电子技术》课程设计汇报篮球竞赛24S计时器规定:一、功能规定1.具有显示24S计时功能;2.设置外部操作开关, 控制计时器旳直接清零、启动和暂停/持续功能;3、计时器为24S递减计时器, 其计时时间间隔为1S;4、计时器减计时到零时, 发出报警信号。
二、设计规定1.根据设计规定选择合适旳元器件, 并掌握其使用措施;2.画出电路原理图(或仿真电路图);3、先进行电路旳仿真与调试, 通过后才能答辩;三、制作规定自行装配和调试, 具有一定旳分析和处理问题旳能力。
四、设计汇报旳编写规定编写设计学号:汇报, 附上有关资料和图纸,并谈谈自己心得和体会姓名:专业:班级:成绩:评阅人:篮球竞赛24S计时器计时器在许多领域均有普遍旳应用, 篮球竞赛中除了有总时间倒计时外, 为了加紧竞赛节奏, 新旳规则还规定攻打方在24秒内有一次投篮动作, 否则视为违例。
本课程设计“篮球竞赛24S时器旳设计”, 可用于篮球竞赛中, 用于对球员持球时间24秒限制。
一旦球员旳持球时间超过了24秒, 它自动旳报警从而鉴定此球员旳违例。
一、设计规定(一)设计指标1.具有显示24S计时功能;2.设置外部操作开关, 控制计时器旳直接清零、启动和暂停/持续功能;3、计时器为24S递减计时器, 其计时时间间隔为1S;4、计时器减计时到零时, 发出报警信号。
(二)设计规定1.画出电路原理图(或仿真电路图);2.元器件及参数选择;3.电路仿真与调试;(三)制作规定自行装配和调试, 并能发现问题和处理问题。
(四)编写设计汇报写出设计与制作旳全过程, 附上有关资料和图纸, 有心得体会。
二、原理框图1.篮球24S计时器旳构成通过对电路功能旳分析, 整个24秒倒计时电路可由秒脉冲信号发生器、计数器、译码器、控制电路、报警电路构成。
2.信号发生器脉冲旳发生由时钟信号源提供U8A74LS08DJ1Key = BV110 Hz5 V17VDD 01093、 计数器计数器由两片74LSl92同步十进制可逆计数器构成。
电子课程设计--篮球竞赛24s计时器学院: 电子信息工程学院专业、班级:姓名:学号:指导老师:2013年12月22日目录一设计任务及要求 (3)二总体框图 (3)三器件选择 (4)四模块功能 (5)五总体设计电路图 (11)六硬件调试 (13)七设计心得 (14)篮球竞赛24s计时器一、设计任务及要求1.设计任务本设计主要能完成:在篮球比赛中, 规定了球员的持球时间不能超过24秒, 否则就犯规了。
本课程设计的“篮球竞赛24秒计时器”可用于篮球比赛中, 用于对球员持球时间24秒限制。
一旦球员的持球时间超过了24秒, 它就自动报警从而判定此球员的犯规。
1. 2.基本要求2.要求电路为24秒递减计时, 每隔1秒钟, 计时器减1;要有外部开关, 控制计数器的直接清零、复位、启动和暂停/连续计时功能;当计时器倒计时为零时, 即定时时间倒, 显示为零, 同时发出声光报警信号。
二、电路框图及工作原理2.1电路框图24秒计时器的总体方案框图如图2-1所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路等五个模块组成。
其中计数器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成24秒计时功能.而控制电路完成计数器的直接复位、启动计数、暂停/连续计数;译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到启动报警等功能。
秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准, 电路可采用555集成电路组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路四线数码管报警电路在试验中可用蜂鸣器实现。
图2-1 总体方案框图 2.2设计方案本设计中, 24进制计数器是整个电路的核心部分, 我选择74LS192进行24进制同步减法、加法计数。
选择两个四段数码显示管进行显示。
根据设计要求, 本课程设计采用555计时器制成的多谐振荡器, 对24进制计数器进行秒脉冲的输入。
在本设计中, 因为我们需要对其进行暂停、复位、加法、报警等控制, 所以我们使用了三个开关来控制计数器的各功能的实现, 从而实现了各种功能的。
课程设计课程名称数字电子技术课题名称篮球竞赛计时系统(B)专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师郭照南2010年12 月2日湖南工程学院课程设计任务书课程名称:数字电子技术题目:篮球竞赛计时系统(B)专业班级:班学生姓名:学号:****:***审批:任务书下达日期2010年11月22日星期一设计完成日期2010年12月3日星期五目录1、总体设计基本原理和框图思路、 (5)1、1 设计思路 (5)1、2 基本原理 (6)1、2、1 主体电路 (6)1、2、2节次电路 (6)1、2、3 警报电路 (7)1、2、4 总体设计框图 (7)2、单元电路设计 (8)2、1 秒脉冲发生器的设计 (8)2、2 秒、分倒计数器的设计 (8)2、3 12分钟倒计时电路设计 (9)2、3、1 12分钟倒计时秒部分 (9)2、3、2 12分钟倒计时分部分 (10)2、4 节次控制电路 (11)2、5 警报电路 (13)3、总电路设计(总电路图) (13)4、安装、调试步骤 (14)5、性能测试和故障分析 (15)5、1性能测试 (15)5、2 故障分析 (16)6、总结与设计调试体会 (16)7、附录(元器件清单) (19)8、参考文献 (20)1、总体设计基本原理和框图思路、1、1 设计思路篮球比赛计时器的主要功能包括:12分钟倒计时、进攻方24秒倒计时计时暂停,重新开启和结束警报提示。
该计时系统由以下五个电路模块组成:1秒脉冲发生器的设计:这部分利用555计时器,最终产生1赫兹的电信号,驱动整个电路的运作。
这一模块主要是利用555计时器功能来实现。
12分钟倒计时:这部分电路完成12分钟倒计时的功能,比赛准备开始时,屏幕上显示12:00字样。
当比赛开始时,倒计时从12:00开始逐秒递减到00:00。
这一模块主要利用双向计数器74LS192的减计数功能来实现。
攻方24秒倒计时:这部分电路与12分钟倒计时功能类似,当比赛准备开始时,屏幕上显示24秒字样,当比赛开始后,倒计时从24逐秒倒数到00。
电子科协暑期集训报告书课题:篮球计时计分系统院(系):电气与电子工程学院专业:学生姓名:学号:题目类型:☐理论研究☐实验研究☑项目研究☐工程技术研究☐软件开发年月日目录一、摘要二、背景知识介绍三、设计内容及要求四、单片机AT89S52的功能五、总体方案的设计六、单元电路的设计七、电路组装、调试过程中遇到的问题及解决办法八、分析与心得九、致谢附录参考文献一、摘要篮球比赛计时计分器是为了解决篮球比赛时计分与计时准确方便,灵活适用的问题。
此装置利用单片机AT89S52完成了计时和计分的功能。
本文详细地介绍了系统硬件与软件的设计过程,采用该装置可根据实际情况进行比分修改和时间的准确显示,具有低功耗,可靠性,安全性以及低成本等特点。
关键词:单片机,篮球赛, LCD二、背景知识介绍体育比赛计时计分系统是对体育比赛过程中所产生的时间、比分等数据进行快速采集记录,加工处理,传递数据的信息系统。
根据不同运动项目的不同比赛规则要求,体育比赛的计时计分系统包括测量类、评分类、命中类、制胜类得分类等多种类型。
篮球比赛是根据参赛队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的,因此,篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统。
篮球比赛的计时计分系统由计时器、计分器等多种电子设备组成,同时,根据目前高水平篮球比赛要求,完善的篮球比赛计时计分系统设备应能够与现场成绩处理、现场大屏幕、电视转播车等多种设备相联,以便实现高比赛现场感、表演娱乐观众等功能目标。
由于单片机的集成度高,功能强,通用性好,特别是它具有体积小,重量轻,能耗低,价格便宜,可靠性高,抗干扰能力强和使用方便等独特的优点,使单片机迅速得到了推广应用,目前已经成为测量控制应用系统中的优选机种和新电子产品的关键部位。
世界各大电气厂家、测控技术企业、机电行业,竞相把单片机应用于产品更新,作为实现数字化、智能化的核心部件。
本篇设计篮球比赛计时计分器就是以单片机为核心的计时计分系统。
单片机课程设计基于篮球计分牌学院:计算机与信息工程学院专业:计算机科学与技术组长:文鹏宇组员:黄致煜彭运佳韩露露指导老师:张永安目录第1章课题设计的目的和意义第2章课题设计的功能概述第3章硬件介绍第4章硬件设计方案第5章两队篮球比赛计分牌电路设计第6章程序流程图第7章应用程序第8章结论第9章心得体会第10章参考文献i第一章课题设计的目的和意义篮球比赛计分牌器系统是一个负责各类体育竞赛技术支持系统前沿(比赛场地)的数据采集和分配的专用系统它负责各类体育竞赛结果、成绩信息的采集处理、传输分配,即将比赛结果数据通过专用技术接口、界面、协议,分别传送给裁判员、教练员、电子计时计分计算机信息系统、电视转播与评论系统、现场大屏幕显示由于体育竞赛的不可重复性,决定了电子计时计分系统是一个实用性很强可靠性要求极高的以计算机技术为核心的电子服务系统。
因此,电子计时计分系统自身组成独立的采集分配、评判、显示发布系统,做至V所以信息的实时、准确、快捷、权威。
电子计时计分设备是各类体育竞赛中不可缺少的电子设备,电子计时计分系统设计是否合理,关系到整个体育比赛系统运行的稳定和可靠,并直接影响至嚏个体育比赛的顺禾进行。
电子计时计分系统是体育竞赛的重要工程项目,是关系到竞赛成败的关键工程,每一个单项体育竞赛都具有对应的专门电子计时计分工作系统。
这些工作系统各不相同,但都是各单项成绩处理系统的前级数据采集系统,除了提供计算机成绩处理系统竞赛数据以外,还需要在部分项目中连接电视转播等其他工作系统,电子计时计分需要极高的工作稳定性和可靠性.由于LED显示牌是目前公共场所中信息发布的主要载体,因此该系统也可拓展使用到会展中心、广场银行、市场等公共场所及车站机场等交通运输行业。
尤其是一些发布数据并需要经常手动更新的领域。
因此,该项目有着重要意义。
第2章课题设计的功能概述两位数码管显示比分,可力口可减还显示比赛时间和剩余时间。
第3章硬件介绍硬件;第4章硬件设计方案根据原理图,在板板上连接各种电器.植入程序. 第5章两队篮球比赛计分牌电路设计第6章程序流程图第7章应用程序//篮球比赛计时计分带24秒倒计时改进版的设计// (1)能记录整个赛程的比赛时间,并能修改比赛时间、暂停比赛时间。
湖南工业大学课程设计资料袋电气与信息工程 ______________ 学院(系、部)2012 ~ 2013 学年第 1 学期课程名称电子技术课程设计 ______________________ 指导教师 ___________ 职称副教授学生姓名*** 专业班级***** 1******题目___________________________________________ 篮球比赛24秒计时器 ____________________________________ 成绩____________________________ 起止日期 2012年12月_23_日〜 2013 年_0匸月 _ 日目录清单湖南工业大学课程设计任务书2012 —2013 学年第1学期电气与信息工程 ___________ 学院(系、部)电气工程专业***** 班级课程名称:_________________________ 〈〈电子技术》课程设计 _________________________________ 设计题目:篮球比赛24秒计时器指导教师(签字):__________________ 年月日系(教研室)主任(签字):_______________________ 年月日(电子技术)设计说明书(题目)篮球比赛24秒计时器起止日期: 2012 年 12月25日至 2013年01月_04_日指导教师(签字)电气与信息工程学院附件三 学 班 学成名 级 号 绩**** *****1040******2012年12月10日《电子技术》课程设计指导书课题篮球比赛24秒计时器一、设计要求1.具有24秒计时功能。
2.设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。
3.在直接清零时,要求数码显示器灭灯。
4.计时器为24秒递减时,计时间隔为1秒。
5.计时器递减计数到“ 00”时,计时器跳回“ 24”停止工作,并发出光电报警。
篮球赛计时器设计1、设计目的综合运用数字电子技术相关知识设计具有指定用途的数字电路,学会由分立器件与集成电路组成电子电路的方法。
2、设计任务设计一种篮球赛计时器电路,主要技术指标与要求:(1)篮球比赛上下半场四节制,每节12min,要求能随时暂停,启动后继续计时,一节比赛结束后应可清零。
(2)按篮球比赛规则,进攻方有24s为倒计时。
要求进攻方得到发球权后,必须在24s内完成一次进攻,否则将球权判给对方,因此需要一个具有24s的倒计时功能。
(3)“分”、“秒”显示用LED数码管,应配用相应译码器。
(4)用按钮开关控制计时器的启动/暂停。
(5)24s计时时间到、每节结束和全场结束能自动音响提示。
3、设计要求(1)合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关的电路原理图;(2)选择常用的电器元件(说明电器元件选择的过程和依据);(3)对设计的电路进行仿真,验证各性能指标;(4)按照规范要求,按时提交课程设计报告,并完成答辩。
4、参考资料(1)李立主编.电工学实验指导.北京:高等教育出版社,2005 (2)高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计.北京:电子工业出版社,2004(3)谢云等编著.现代电子技术实践课程指导.北京:机械工业出版社,2003篮球赛计时器设计报告目录一.设计任务和要求 (2)1.设计任务2.设计要求二.设计方案的选择与论证 (3)1.总体的设计思路2.方案的比较与论证3.方案可行性分析4.方案的选择三.电路设计分析与计算 (7)1. 主要芯片的功能介绍2. 秒脉冲发生器的设计3. 12分倒计时器的设计4. 24秒倒计时器的设计5. 译码电路和显示器的设计6. 节次电路的设计7. 报警提示音电路的设计8. 总体电路的设计四.总结及心得 (20)五.附录 (22)六.参考文献 (23)一.设计任务和要求1.设计任务设计一种篮球赛计时器电路,主要技术指标与要求:(1)篮球比赛上下半场四节制,每节12min,要求能随时暂停,启动后继续计时,一节比赛结束后应可清零。
湖南工业大学数字电路课程设计指导老师:张学毅学院:电气与信息工程班级:电气工程1001姓名:席献斌学号:10401701008一、 制作任务制作一个时间计时器,用于篮球赛控制时间的限时警示电路。
二、 设计要求1、具有24秒计时功能2、设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能。
3、在直接清零时,要求数码显示器灭灯。
4、计时器为24秒递减时,计时间隔为1秒。
5、计时器递减到零时,数码显示器不能灭灯,同时发出光电报警信号。
三、总体参考方案时间计时器原理框图秒脉冲 发生器计数器译码显示外部操 作开关控制电路灯管显示包括秒脉冲发生器、计数器、译码与显示电路、报警电路和控制电路(辅助时序控制电路)等五个部分组成。
计时电路递减计时,每隔1秒钟,计时器减1。
其中计数器和控制电路是系统的主要部分。
计数器完成24秒计时功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数器、暂停/连续计数、译码显示电路的显示与灭灯等功能。
当计时器递减计时到零(既定时时间到)时,显示器上显示00,同时二极管闪亮。
设计思路:秒脉冲信号经过递减计数器,译码器,再由数码管显示出来,中间包括控制电路。
四、主要元器件原理介绍1、共阴极数码管数码显示器可显示系统的运行状态及工作数据,我们所选用的是发光二极管(LED)显示器,它分为两种,共阴极(BS201/202)与共阳极(BS211/212),我们所选的是共阴极,它是将发光二极管的阴极短接后作为公共极,当驱动信号为高电平时,阴极必须接低电平,才能够发光显示。
共阴极数码管的外引脚及内部电路如下图:2、七段显示译码器74LS48驱动共阴极显示器的译码器输出为高电平有效,所以选用74LS48驱动共阴极的发光二极管显示器。
下图是74LS48外引线排列图与功能表:74LS48工作原理:译码器输入端为二进制码,经译码器后,输出端分别与七段显示器的的输入端对应连接。
⑴消隐(灭灯)输入端BI为低电平有效。
2010 ~ 2011 学年第 2 学期《单片机应用系统设计与制作》课程设计报告教学院(部)电气与电子信息工程学院教研室电气自动化指导教师胡蔷陶彪课程设计时间 2011.5.30~2011.6.10 课程设计班级电气自动化技术2009(*)班学号 2009********姓名张 * *单片机应用系统设计与制作课程设计成绩评定表课程设计题目:篮球计时记分器课程设计答辩或质疑记录:1、2、成绩评定依据:成绩评定依据:课程设计考勤情况(20%):课程设计答辩情况(30%):完成设计任务及报告规范性(50%):最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)指导教师签字:2011 年 6 月20 日摘要篮球计时计分器以单片机为核心,由计时器、计分器、综合控制器等组成。
系统采用模块化设计,主体分为计时显示模块、计分显示模块、定时报警、按键控制键盘模块。
每个模块的程序结构简单、任务明确,易于编写、调试和修改。
编程后利用Keil软件来进行编译,再将生成的HEX文件装入芯片中,采用Proteus软件仿真,检验功能是否能够正常实现,本设计中系统硬件电路主要由以下几个部分组成:单片机AT89C52、计时电路、计分电路、报警电路和按键开关。
该系统具有赛程定时设置、赛程时间暂停、及时刷新甲乙双方的成绩以及赛后成绩暂存等功能。
关键词:单片机,计时,计分,显示器,接口ABSTRACTTime basketball scoring device as the core of SCM includes the timer, scoring devices, integrated controller and other components.This system is used of the modular design, in which the main display module is divided into time display module, scoring display module, timing alarm module, and key control keyboard module. Program structure of each module is simple and clear. So it is easy to write, debug and modify. After programming, firstly we can use Keil software to compile and then generate the HEX file into the chip. Secondly we use the Proteus software simulation to test whether the normal function to achieve. The design of hardware circuit mainly consists of the five components, including AT89C52, timing circuit, scoring circuit, alarm circuit and key switch circuit.The system has many features,such as setting the schedule time, scheduling time to pause, refreshing result of both parties timely, storing temporarily results after the match and so on.KEY WORDS:Microcontroller, Timing, Scoring, Display, Interface目录一、设计目的及要求 (3)二、方案论证 (3)三、元件及其功能简介 (5)四、电路方案设计 (12)五、编程及仿真 (16)六、心得与总结 (20)附表一、程序清单 (21)参考文献 (34)课程设计报告一、设计目的及要求1、设计目的通过本次基于C51系列篮球计时计分器的设计,可以了解、熟悉有关单片机开发设计的过程,并加深对单片机的理解和应用以及掌握单片机与外围接口的一些方法和技巧,这主要表现在以下一些方面:(1) 篮球赛计时计分系统包含了8051系列单片机的最小应用系统的构成,同时在此基础上扩展了一些使用性强的外围接口。
一.总电路设计思路及框图1.1 总电路设计思路篮球计分分别为计一分、两分、三分,可以分别对应为一个脉冲、两个脉冲、三个脉冲,用三个分电路来产生。
篮球计分操作错误时,要能及时调整:如当多加了一分,那么就需要能减一分;少加一分时,就得多加一分不回来;那么就得拥有能同时能加能减的计数器74192来实现,同时用一个按钮来控制加减计数的切换。
当下次使用时,双方都能从零开始计数,则需要一个清零的按钮,以保证下次能顺利的计数。
另外用六个数码显示器来显示甲乙双方的分数即可。
1.2 框图二、单元电路设计1.一分键产生电路74160是同步十进制计数器,它的功能表如附录图一所示。
当从0000变化到0011时,QA与QB通过与非门接到EP,RD 则通过一个开关来控制,当到达0011的时候,经过QA与QB的与非门出来的为零,使它保持0011的状态不变, QB输出的则是一个脉冲了。
2.两分键产生电路当从0000变化到0011时,QA与QB通过与非门接到EP,RD 则通过一个开关来控制,当到达0011的时候,经过QA与QB的与非门出来的为零,使它保持0011的状态不变, QA输出的则是两个脉冲了。
3.三分键产生电路当从0000变化到0101时,QA与QC通过与非门接到EP,RD 则通过一个开关来控制,当到达0011的时候,经过QA与QC的与非门出来的为零,使它保持0101的状态不变, QA输出的则是三个脉冲了。
4.加减计数显示电路74192的原理图如附录的图二所示,产生的三个脉冲经过两个或门合成一条信号线。
它通过一个开关来控制74192的加、减的脉冲输入端,然后借位输出BO,进位CO依次输入下一片74192的加减脉冲的输入端来控制十位与百位的进与借位,其余的输入端则按74192的计数器的工作原理接好则可。
CLR来控制显示器的清零端,当CLR置1时,显示为零;当CLR置0时,正常显示;就达到了清零的目的。
三、总电路设计通过1,2,3个开关键来分别控制一分脉冲,两分脉冲,三分脉冲;k键是加减切换的按钮,0键是用来清零,以便下次能使用。
湖南工程学院课程设计任务书课程名称数字电子技术课题名称比赛计时计分电路专业电气工程及其自动化班级电气0882班学号200813010230姓名夏威指导教师杨四秧任务书下达日期:2010年9月13日星期一设计完成日期:2010年9月25日星期五设计内容与设计要求一、任务与要求:设计并制作一个简易的四位数字显示计时系统,供运动员比赛计时用,要求如下:1、精确到秒,最大计时为11分59秒;2、开机时自动清零;3、具有启停输入控制功能,按下启停输入控制键时,开始计时,再次按下时,停止计时。
4、用7段数码管显示时间;5、功能扩展(自选)具有计分功能,要求设置1、2、3三个按键,用以分别对1分、2分、3分进行记分,每按一次,记分牌累加相应的分数,记分牌用六个数码管分别显示甲乙双方的得分数(每方三位)。
二、设计要求:1、设计思路清晰,给出整体设计框图;2、设计各单元电路,给出具体设计思路、电路器件;3、总电路设计;4、计算机仿真5、安装调试电路;6、写出设计报告;主要设计条件1、提供直流稳压电源、示波器;2、提供TTL集成电路芯片、电阻、电容及插接用面包板、导线等。
说明书格式1、课程设计封面;2、课程设计任务书;3、说明书目录;4、设计总体思路,基本原理和框图;5、单元电路设计(各单元电路图);6、总电路设计(总电路图);7、安装、调试步骤;8、故障分析与电路改进;9、总结与设计调试体会;10、附录(元器件清单);11、参考文献;12、课程设计成绩评分表。
进度安排第一周星期一上午安排任务、讲课。
星期一下午--- 星期二下午查资料、设计星期三开始1、计算机仿真2、测试元器件3、调试单元电路4、调试总电路第二周星期二——星期四1、调试验收2、写课程设计报告书星期五答辩地点:实验楼四楼电子综合实验室参考文献《电子技术课程设计指导》彭介华、主编高等教育出版社《电子线路设计、实验、测试》谢自美主编华中理工出版社。
目录目录 (5)前言 (6)第一章篮球计时计分器简介 (7)1.1设计任务及要求 (7)1.1.1基本要求: (7)第二章电路设计原理与单元模块 (8)2.1 设计原理 (8)2.2 设计方案 (9)2.3 单元模块 (10)第三章总电路图 (16)第四章安装与调试 (18)4.1 电路的安装 (18)4.2 电路的调试 (18)第五章实验体会 (20)附录(元器件清单) (21)八.参考文献 (21)电气工程及其自动化课程设计评分表 (22)前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何其重要的。
在篮球比赛中,规定了一节时间不能超过12分钟,否则就犯规了。
篮球比赛中进球分三类:一分球、两分球、三分球。
本课程设计的“篮球竞赛12分计时计分器”,可用于篮球比赛中,用于对一场12分钟限制。
一旦一场球时间超过了12分钟,它自动的报警从而宣布此节比赛结束;本课程设计还要求设置1、2、3三个按键,用以分别对1分、2分、3分球进行记分,每按一次,记分牌累加相应的分数,记分牌用六个数码管分别显示甲乙双方的得分数(每方三位)。
本设计主要能完成:显示12分钟倒计时功能;系统设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能;在直接清零时,数码管显示器灭灯;计时器为11分59秒递减计时其计时间隔为1秒;计时器递减计时到零时,数码显示器不灭灯,同时发出光电报警信号等。
计分功能;系统外部设计了三个按键,代表三种进球。
每进一球按下相应的按键记分牌集记相应的分。
比分显示:这部分电路完成显示双方比分的功能。
当比赛准备开始时,显示000字样。
比分显示电路需要六个显示数码管,控制电路由六片74160芯片三个开关两个脉冲构成,用以控制暂停、开始和复位整个电路的设计借助于EWB5.12仿真软件和数字逻辑电路相关理论知识,并在EWB5.12下设计和进行仿真,得到了预期的结果。
第一章篮球计时计分器简介1.1设计任务及要求1.1.1基本要求:(1)具有显示11分59秒计时功能;(2)系统设置外部操作开关,控制计时器的直接清零、启动和暂停/连续功能;(3)在直接清零时,要求数码管显示器灭灯;(4)计时器递减计时到零时,数码显示器不能灭灯,同时发出光电报警信号;(5)设置1、2、3三个按键,用以分别对1分、2分、3分进行记分,每按一次,记分牌累加相应的分数。
1.1.2 设计任务及目标:(1)根据原理图分析各单元电路的功能;(2)熟悉电路中所用到的各集成块的管脚及其功能;(3) 进行电路的装接、调试,直到电路能达到规定的设计要求;(4) 写出完整、详细的课程设计报告。
第二章 电路设计原理与单元模块2.1 设计原理12分钟计时器的总体参考方案框图如图2-1所示。
它包括秒脉冲发生器、计数器、计分器、译码显示电路、报警电路和辅助时序控制电路(简称控制电路)等六个模块组成。
其中计数器、计分器和控制电路是系统的主要模块。
计数器完成12分计时功能,计分器完成对应进球加分功能,而控制电路完成计数器的直接清零、启动计数、暂停/连续计数、计分、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。
图2-1 篮球计时计分器系统设计框图 计 分 器秒脉冲发生器 计数器 译码显示控制电路 报警电路外部操作开关秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准,但本设计对此信号要求并不太高,故电路可采用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器构成。
译码显示电路由74LS48和共阴极七段LED显示器组成。
报警电路在实验中可用发光二极管代替。
计数用时序电路器件74LS192。
计分用逻辑电路器件74LS160。
2.2 设计方案分析设计任务,计数器、计分器和控制电路是系统的主要部分。
计数器完成12分计时功能,计分器完成进球得分统计和累加功能而控制电路具有直接控制计数器的启动计数、暂停/连续计数、译码显示电路的显示和灭灯功能。
为了满足系统的设计要求,在设计控制电路时,应正确处理各个信号之间的时序关系。
在操作直接清零开关时,要求计数器清零,数码显示器灭灯。
当启动开关闭合时,控制电路应封锁时钟信号CP,同时计数器完成置数功能,译码显示电路显示“1159”字样;当启动开关断开时,计数器开始计数;当暂停/连续开关拨在暂停位置上时,计数器停止计数,处于保持状态;当暂停/连续开关拨在连续时,计数器继续递减计数。
如果根据实验所提供的参考器件,还可在秒脉冲发生模块上做些变化,前者产生的脉冲周期直接是1秒;如果让其产生的秒脉冲频率为10Hz,触发脉冲输出的方波周期为0.1秒,再将该脉冲信号送到由74LS161构成的十分频器,由74LS161输出的脉冲周期为1秒,再将该信号送到计数器74LS192的CP减计数脉冲端。
如此就可得到两个方案,由于两方案原理相同,故本设计只采用方案一所述,即直接由555多谐振荡器产生脉冲周期为1秒的脉冲。
2.3 单元模块2.3.1递减计数器模块计数器选用汇总规模集成电路74LS192进行设计较为简便,74LS192是十进制可编程同步加锁计数器,具有直接清零、置数、计数功能。
下图是74LS192外引脚图。
在图中UP、DOWN分别是加计数、减计数的时钟脉冲输入端(上升沿有效),LD是异步并行置数控制端(低电平有效),CO、BO分别是进位、借位输出端(低电平有效),CLR 是异步清零端,A-D 是并行数据输入殿,QA-QD 是输出端。
74192的功能表见下表2-1所示。
其工作原理是:当LD =1,CLR=0时,若时钟脉冲加到UP 端,且DOWN=1则计数器在预置数的基础上完成加计数功能,当加计数到9时,CO 端发出进位下跳变脉冲;若时钟脉冲加到DOWN端,且UP=1,则计数器在预置数的基础上完成减计数功能,当减计数到0时,BO 端发出借位下跳变脉冲。
表2-1 74LS192功能表计时器先实现“秒”计时,60进制形成分,用两片74LS192形成位扩展,用串行扩展方式较为简单,再使用两片74LS192作为分计时单位。
使用置数端实现进位。
运用减计数计时,脉冲信号接DOWN,低位借位端BOUP LD R D 功 能 1 x x x x x 0 0 0 1 0111清零 置数 加法计数 减法计数DOWN与高位DOWN相连,实现低位向高位借位。
“秒”计时部分实现60进制计数器,当出现“9”时LD置数“50”实现从“59”秒开始倒计时,当计时为“0”,LD=QDQA 由此形成计时器。
如图(A)图(A)图中BO端接高位的DOWM。
同理设计高位“分”计数。
篮球比赛为每节十二分钟。
所以“分”要求由“11”分钟开始倒计时。
故左端输入信号接(12)10,即两片74LS192的输入信号为10000010,而此时置数端LD 置数为“0”参考比赛时间,分计时与高位输出QC,QD 无关。
故可得:LD=QA+QB+QC+QD+QA ’+QB ’ (QA,QB,QC,QD 为低位分计时的输出,QA ’,QB ’分别为分计时的输出) 为了防止发生竞争冒险,设计LD 置数端需要应用反向器。
LD=''QB QA QD QC QB QA +++++=''QB QA QD QC QB QA +++++ =''QD QA QD QC QB QA ∙∙∙∙∙如图(B )图(B )1.3.2 计分模块分数计数器我们一共用了六个74LS160、三个开关两个频率为1HZ的脉冲源来实现。
第六片芯片表示乙方用来显示分数的个位数,ABCD 拐角都悬空,QAQBQCQD四个拐角分别接到显示器相对应的拐角上,1号拐角CLR接高电平,2号拐角CLK出来接开关然后接脉冲源用以控制加数控制,7号和10号拐角都接高电平,8号拐角END16号VCC拐角分别接地与电源,10号拐角ENT接电源,15号拐角RCO接到第五片芯片的2号拐角的CLK用以实现进位信号的传输。
第五片芯片的15号RCO到第四片芯片的2号拐角CLK上用以传达进位信号其他拐角的接线与第六片芯片的拐角接法相同,第四片芯片的15号拐角RCO 不接线其他拐角接线与第五、六片相同。
同理甲方的第三、第二、第一片芯片个拐角的接线分别对应的与第六、第五、第四片芯片的拐角接线相同。
1.3.3 时钟模块计时电路的CP 信号,报警电路都需要产生1S 脉冲。
产生1S 脉冲电路可用石英振荡器或555定时器来实现。
555定时器普遍易使用所以在此次设计中采用555定时器来完成1s 脉冲电路。