篮球比赛计分显示器的设计_篮球比赛计分显示器

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3.篮球比赛计时器设计 加 原理图

4.用vhdl语言编写篮球比赛数字记分牌

MAX PLUS II 主要是提供你的一些器件提取

你只要自己找到连接的电路图就能用了

MAX PLUS II的基础操作还是很简单的

在篮球比赛中，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒限制。一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。

本设计主要能完成：显示30秒倒计时功能；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30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。

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。

设计原理

30秒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、译码显示电路、报警电路和时序控制电路（简称控制电路）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30秒计时功能，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、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。

秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可用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。

设计方案

分析设计任务，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，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“30”字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停／

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摘要

本课程设计是脉冲数字电路的简单应用，设计了篮球竞赛30秒计时器。此计时器功能齐全，可以直接清零、启动、暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了七段数码管来显示时间。此计时器有了启动、暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成的中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行时间追踪的功能，在社会生活中也具有广泛的应用价值。

此计时器的设计用模块化结构，主要由以下3个组成，即计时模块、控制模块、以及译码显示模块。在设计此计时器时，用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、方便、快捷。此电路是一时钟产生，触发，倒计时计数，译码显示为主要功能，在此结构的基础上，构造主体电路和电路两个部分。

关键字 计时器 光电报警 模块化

目录

前言 ………………………………………………………………4

第一章 计数器概述………………………………………………5

1.1 计时器的特点及应用 ……………………………5

1.2 设计任务及要求 …………………………………6

第二章 电路设计原理及单元模块 ………………………………7

2.1 设计原理 …………………………………………7

2.2 设计方案 …………………………………………8

2.3 单元模块 …………………………………………10

2.3.1 8421BCD码递减计数器模块………………10

2.3.2 时钟模块 …………………………………13

2.3.3 时序控制模块 ………………………14

2.3.4 译码显示模块 ……………………………17

第三章 安装与调试………………………………………………20

3.1 电路的安装 ………………………………………20

3.2 电路的调试 ………………………………………20

第四章 实验体会…………………………………………………21

结 论 ………………………………………………………………23

参考文献……………………………………………………………24

附 录……………………………………………………………… 25

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，规定了球员的持球时间不能超过30秒，否则就犯规了。本课程设计的“篮球竞赛30秒计时器”，可用于篮球比赛中，用于对球员持球时间30秒限制。一旦球员的持球时间超过了30秒，它自动的报警从而判定此球员的犯规。

本设计主要能完成：显示30秒倒计时功能；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30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。

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。

设计原理

30秒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、译码显示电路、报警电路和时序控制电路（简称控制电路）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30秒计时功能，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、译码显示电路的显示与灭灯、定时时间到报警等功能。

秒脉冲发生器产生的信号是电路的时钟脉冲和定时标准，但本设计对此信号要求并不太高，故电路可用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。

设计方案

分析设计任务，计数器和控制电路是系统的主要部分。计数器完成30s计时功能，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“30”字样；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停／

数电高手来看下！速求篮球比赛计分牌的电路设计

2 课程设计目的 1、围绕课程设计的内容，培养学生查询相关资料以及文献检索的能力； 2、培养学生对以往所学知识的综合运用能力；在理解透课堂所讲知识的基础上，提高学生 的自学能力； 3、培养学生了解并逐步熟悉科学研究的整个过程，养成良好的科学态度以及实事求是、严谨塌实的工作作风；培养学生独立分析问题和解决问题的科学研究的能力； 课程设计内容 (1)设计要求: ① 设计一个篮球比赛24秒计时器，具备显示24秒计时功能； ②计时器为递减工作，时间间隔为1S ： ③设置外部开关，控制计时器的启动、暂停及清零； ④递减到零时发出声光报警 ： ⑵原理方框图图：

2

课程设计目的

1

、围绕课程设计的内容，培养学生查询相关资料以及文献检索的能力；

2

、培养学生对以往所学知识的综合运用能力；在理解透课堂所讲知识的基础上，提高学生

的自学能力；

3

、培养学生了解并逐步熟悉科学研究的整个过程，养成良好的科学态度以及实事求是、严

谨塌实的工作作风；培养学生独立分析问题和解决问题的科学研究的能力；

课程设计内容

(1)

设计要求

:

①

设计一个篮球比赛

24

秒计时器，具备显示

24

秒计时功能；

②计时器为递减工作，时间间隔为

1S

③设置外部开关，控制计时器的启动、暂停及清零；

④递减到零时发出声光报警

⑵原理方框图图：

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（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、定时时间到报警等功能。当计时器递

减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示

00

，同时发出光电报警信号。

⑶实际电路图：

秒脉冲

发生器

计数器

译码

显示

控制电路

报警

电路

3

⑷单元电路：

①

8421BCD

码加法计数器模块

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，它用

8421

码二

-

十进制编码，并具有直接清零、置数、加锁计数功能。

图

1

是

74LS192

外引脚及时序波形图。图中

U

CP

、

D

CP

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）

CR

是异步清零端，

D3-D0

是并行数据输入殿，

Q3-Q0

是输出端。

图

1 74LS192

外引脚及时序波形

74192

的功能表见下表

2

所示。

其工作原理是：

当

LD

=1

CR=0

时，

若时钟脉冲加到

U

CP

端，且

D

CP

=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

U

CP

端，且

D

CP

=1

，则计数器在预置数的基础上完成加

计数功能。

表

2 74LS192

功能表

4

由

74LS192

组成的二十四进制递减计数器如图

3

，其预置数为

N=

（

0010

0100

）

8421BCD=

（

24

）。它的计数原理是：只有当低位

1

端发出借位脉冲时，高位计数器才作

减计数。

当高、

低位计数器处于全零，

且

=0

时，

置数端

2=0

计数器完成并行置数，

在

端

的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下一循环减计数。

图

3

74LS192

构成的二十四进制递减计数器

②时钟模块

为了给计数器

74LS192

提供一个时序脉冲信号

,

使其进行加计数

,

本设计用

555

构成

的多谐振荡电路

(

即脉冲产生电路

),

其基本电路如图

4

示

.

其中

555

管脚图如下图

2-5

示

.

由

555

工作特性和其输出周期计算公式可知

,

其产生的脉冲周期

为

:

T=0.7(R

1

+2R

2

)C

因此

,

我们可以计算出各个参数通过计算确定了

R1

取

20k

欧姆

,R2

取

62k

欧姆

,

电容取

C1

为

10uF

、

C2

为

0.1uF,.

这样我们得到了比较稳定的脉冲

,

且其输出周期为

1

秒

.

图

4 555

多谐振荡电路图

③

时序控制模块

篮球竞赛

24

秒计时器功能控制由外部操作开关控制实现

,

如图

5

所示。开关

S

实现计数

器的暂停

/

计数控制。当

S

为“

1

”时

(

左合

) ,

秒脉冲发生器发出的秒脉冲信号被封锁

,

计数器暂

停计数

当

S

为“

0

”时

(

右合

) ,

控制门电路打开

,

秒脉冲信号送到计数器的减脉冲输入端

开关

L

控制计数器的

LOAD

′异步并行置数控制端

,

当

L

闭合时

,LOAD

′

=

0,

计数器预置数

,L

断开

时

,LOAD

′

= 1,

计数器处于计数工作状态。计数器清零通过开关

R

控制

, CLR = 1

时计数器清

零

, CLR = 0

时

,

计数器正常计数。

5

图

5

时序控制图

④译码显示模块

此模块主要是由

74LS48

译码器和共阴极七段

LED

显示器组成，通过计数器加

到译码器，

从而实现共阴极七段

LED

显示器从

0000

递增到

4000

的计数显示功能。

1. 74LS48

是七段显示译码器，其管脚图如下图

2-9

所示。现将各管脚功能介绍

一下：

A

、

B

、

C

、

D

是

BCD

码的输入端；

a,b,c,d,e,f,g

是输出端；

图

6 74LS48

管脚图

2.

共阴极七段

LED

显示器是较常用的显示数码管，但在使用时要注意的是：

a.

看清楚自己用的数码管是共阴极还是共阳极的，

最好在使用之前用万电用表测一下它的

极性，其管脚图如下图

2-10

所示，如果为共阴极的，其管脚

COM

端接地；如果为共阳极的，

起管脚

COM

段要接高电平。

b.

还要注意在数码管电路上加上一保护电阻，起限电流的作用。

图

7

共阴极七段

LED

显示器管脚图

1234567890ABCDEFGHIJKLMNabcdefghijklmn!@#$%^&&*()_+.一三五七九贰肆陆扒拾，。青玉案元夕东风夜放花千树更吹落星如雨宝马雕车香满路凤箫声动玉壶光转一夜鱼龙舞蛾儿雪柳黄金缕笑语盈盈暗香去众里寻他千百度暮然回首那人却在灯火阑珊处

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篮球比赛计时器设计 加 原理图

我的加1加2加3用的是与非逻辑门实现的，然后用两个74LS283加法器和一个74LS161（用它的预置功能）以及逻辑门组成个位十进制加法器，然后还要用到两个74LS161分别作十位和百位的累加计数，将译码显示器分别接入芯片的输出端即可。

用vhdl语言编写篮球比赛数字记分牌

NBA篮球24秒倒计时本设计是以555构成震荡电路，由74LS192来充当计数器，构成NBA24秒倒计时电路。该电路简单，无需用到晶振，芯片都是市场上容易购得的。设计功能完善，能实现直接清零、启动和暂停/连续计时，还具有报警功能一、设计原理与电路

原理方框图图：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（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、定时时间到报警等功能。当计时器递减计时到零（即定时时间到）时，显示器上显示00，同时发出光电报警信号。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是太高，电路用555集成电路或由TTL与非门组成的多谐振荡器的构成。

译码显示电路用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。

二、模块说明：

○18421BCD码递减计数器

计数器选用中规模继承74LS192进行设计较为简便，74LS192是十进制可编程同步加/减计数功能。下图是74LS192外引线排列图与功能表：

工作原理：当 =1，CR=0时，若时钟脉冲加入到 端，且 =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， 端发出进位下跳脉冲；若时钟脉冲加入到 端，且 =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， 端发出借位下跳变脉冲。由74LS192组成的二十四进制递减计数器如下图，其预置数为N=（0010 0100）8421BCD=（24）。它的计数原理是：只有当低位 1端发出借位脉冲时，高位计数器才作减计数。当高、低位计数器处于全零，且 =0时，置数端 2=0，计数器完成并行置数，在 端的输入时钟脉冲作用下，计数器再次进入下一循环减计数。○2555振荡模块

如右图，由NE555构成的多谐振振荡器。接通电源后，电容C2被充电，Vc上升，当Vc上升到2/3Vcc时，触发器被复位，同时放电BJTT导通，此时V0为低电平，电容C通过R5和T放电，使Vc下降，当下降至1/3Vcc时，触发器又被置位，V0翻转为高电平。电容器C的放电时间为：

当C放电结束时，T截止，Vcc将通过R5和Rw、R4向电容器充电，Vc由1/3Vcc上升到2/3Vcc所需时间为：

当Vc上升到2/3Vcc时，触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为：

在这里我们选择R5=68K，C2=10uf，只要调节Rw 7K即可输出1HZ，达到要求。

○3时序控制电路

操作“清零”开关时，计数器清零。闭合“启动”开关时，计数器完成置数，显示器显示24断开“启动”开关，计数器开始进行递计数。电路图中，当开关S1合上时， =0，74LS192进行置数；当S1断开时， =1，74LS192处于计数工作状态。开关S2是时钟脉冲信号CP的控制电路。当定时时间未到时，74LS192的借位输出信号 2=1，则CP信号受“暂停/连续”开关S2的控制，当S2处于“暂停”位置时，门G3输出为0，门G2关闭，封锁CP 信号，计数器暂停计数；当S2处于连续位置时，门G3输出1，门G2打开，放行CP信号，计数器在CP作用下，继续累计计数。当定时时间到时， 2=0，门G2关闭，封锁CP信号，计数器保持零状态不变。

三、调试

做完板后发现暂停有毛刺现象，故补充另一开关来控制暂停，效果好转。以下是其电路：

四、后语

不足：本电路设计简单，而且能很好地达到设计要求，但由于555产生的脉冲精确值比较低，这是本电路最大的不足。

改进方法：可以使用晶振，然后进行分频（如用4060）。

vhdl语言实现篮球比赛数字记分牌，源程序如下，仿真结果及电路连接图如图所示

--由于两个队的记分牌是一样的，所以这里只设计一个队（命名为A队）的记分牌，另一个队的记

--分牌可直接调用这个模块就可以了。

LIBRARY?ieee;

use?ieee.std_logic_1164.all;

use?ieee.std_logic_arith.all;

use?ieee.std_logic_unsigned.all;

--*-------------------------------------------------------*--

ENTITY?counter_A?IS

PORT(clk:?in?std_logic;?--时钟?

?clr:?in?std_logic;?--异步清零信号

?score_A_2?:?in?std_logic;?--进球得分2分

?score_A_1?:?in?std_logic;?--发球得分1分

?error_A_2?:?in?std_logic;?--纠错后减掉2分

?error_A_1?:?in?std_logic;?--纠错后减掉1分

?led7_1?:?out?std_logic_vector(6?downto?0);--显示个位的数码管?

?led7_2?:?out?std_logic_vector(6?downto?0);--显示十位的数码管?

?led7_3?:?out?std_logic_vector(6?downto?0));--显示百位的数码管?

End?counter_A;

--*------------------------------------------------------*--

ARCHITECTURE?arch?OF?counter_A?IS

signal?Q1?:?std_logic_vector(3?downto?0);?--个位计数器

signal?Q2?:?std_logic_vector(3?downto?0);?--十位计数器

signal?Q3?:?std_logic_vector(3?downto?0);?--百位计数器

begin

P1?: process(clk,clr)

begin

if?clr='0'?then?--clr=0时计数器清零；

Q1?<=?"0000";

Q2?<=?"0000";

Q3?<=?"0000";

elsif?clk'event?and?clk='0'?then

if?score_A_2?='1'?then

if?Q1="1000"?then

Q1?<=?"0000";

Q2?<=?Q2+1;

if?Q2="1001"?then

Q2?<=?"0000";

Q3?<=?Q3+1;

end?if;

elsif?Q1="1001"?then

Q1?<=?"0001";

Q2?<=?Q2+1;

if?Q2="1001"?then

Q2?<=?"0000";

Q3?<=?Q3+1;

end?if;

end?if;

elsif?score_A_1?='1'?then

Q1?<=?Q1?+?"0001";

if?Q1="1001"?then

Q1?<=?"0000";

Q2?<=?Q2+1;

if?Q2="1001"?then

Q2?<=?"0000";

Q3?<=?Q3+1;

end?if;

end?if;

elsif?error_A_2?='1'?then

Q1?<=?Q1?-?"0010";

if?Q1="0001"?then

Q1?<=?"1001";

Q2?<=?Q2-1;

elsif?Q1="0000"?then

Q1?<="1000";

Q2?<=?Q2-1;

end?if;

elsif?error_A_1?='1'?then

Q1?<=?Q1?-?"0001";

if?Q1="0000"?then

Q1?<=?"1001";

Q2?<=?Q2-1;

end?if;

end?if;

end?if;

end?process?P1;

--*------------------------------------------------------------

led1?:?process(Q1,clr)?--个位数码管显示进程段

begin

if?clr='0'?then

led7_1?<=?"0000000";

else

case?Q1?is

when"0000"=>led7_1<="1111110";

when"0001"=>led7_1<="0110000";

when"0010"=>led7_1<="1101101";

when"0011"=>led7_1<="1111001";

when"0100"=>led7_1<="0110011";

when"0101"=>led7_1<="1011011";

when"0110"=>led7_1<="1011111";

when"0111"=>led7_1<="1110000";

when"1000"=>led7_1<="1111111";

when"1001"=>led7_1<="1111011";

when?others=>led7_1<="0000000";

end?case;

end?if;

end?process?led1;

--*------------------------------------------------------------

led2?:?process(Q2,clr)?--十位数码管显示进程段

begin

if?clr='0'?then

led7_2?<=?"0000000";

else

case?Q2?is

when"0000"=>led7_2<="1111110";

when"0001"=>led7_2<="0110000";

when"0010"=>led7_2<="1101101";

when"0011"=>led7_2<="1111001";

when"0100"=>led7_2<="0110011";

when"0101"=>led7_2<="1011011";

when"0110"=>led7_2<="1011111";

when"0111"=>led7_2<="1110000";

when"1000"=>led7_2<="1111111";

when"1001"=>led7_2<="1111011";

when?others=>led7_2<="0000000";

end?case;

end?if;

end?process?led2;

--*------------------------------------------------------------

led3?:?process(Q3,clr)--百位数码管显示进程段

begin

if?clr='0'?then

led7_3?<=?"0000000";

else

case?Q3?is

when"0000"=>led7_3<="1111110";

when"0001"=>led7_3<="0110000";

when"0010"=>led7_3<="1101101";

when"0011"=>led7_3<="1111001";

when"0100"=>led7_3<="0110011";

when"0101"=>led7_3<="1011011";

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when"0111"=>led7_3<="1110000";

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