电子计分板的课程设计.docx
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电子计分板的课程设计
【摘要】
电子记分板已经成为咱们生活中不不可或缺的必需品，设计一款电子记分板关于咱们也是一次专门好的理论结合实际的锻炼。
本次设计采纳EWB仿真软件进行仿真。
电子记分板比分采纳二位十进
制数。
所用的芯片具有寿命长，误差小。
本设计关于电子板显示采纳了LED数码管显示，LED显示具有显示数字清楚、反映快等多种优势。
这次设计电子记分板是为了了解电子记分板的原理，从而学会制作电子记分板。
而且通过电子记分板制作进一步了解各类在制作顶用到的中小规模集成电路的作用及利用方式。
而且通过设计还能够进一步学习与把握i对各个芯片的原理和利用方式。
本论文设计的电子记分板具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简练多优势。
【关键字】
记分板EWB电源电路抖动电路记分器电路74147芯片74151芯片74194芯片LED数码管
电子计分板设计
第1章前言
在各类学校篮球、排球、乒乓球等竞赛场合常常要用到记分器，在电视台等大型场合中的智力抢答是智能抢答器和记分器及智能评分器结合在一路的一个系统，其利用的是大型显示屏显示数字。
而在篮球竞赛等不要不要抢答的场合用到的只有一个记分器。
记分器不但在以上场合取到专门大的作用，而且在现代制造业中也有很重要的作用。
现代电子技术的飞跃进展，各类智能化产品相应而出，智能记分器也不例外：
数字电路具有电路简单、靠得住性高、本钱低等优势，本设计就以数字电路为核心设计智能记分器。
第2章方案论证
设计任务及要求：
1设计任务：
设计一电子记分板
2要求：
1）比分为二位十进制数,显示板由发光二极管组成；
2）利用键盘操纵输入状态和比分；
3）能够强制清零，能够随时输入记分板的数字
设计目的
1进一步把握电子技术课程所学的理论知识。
2熟悉几种经常使用集成芯片，并把握其工作原理，进一步学会利用其进行电路设计。
3了解电子系统设计的大体思想和方式，学会科学分析和解决问题。
设计思路：
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别离输给移位寄放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放器的CP信号来源。
数码显示管通过输入寄放器的DCBA来显示分数。
这种记分器不仅适用各类学校篮球、排球、等竞赛场合而且能够作为各类知识竟答抢答器的记分部份。
本课程设计技术指标与要求能够随时输入单侧的数字。
因此本设计没有涉及累加功能，而是以随时改变单侧的分数为主。
如此不仅能够用于篮球、排球、乒乓球等竞赛场合，也能够用于各类知识竟答的记分部份。
因为每次加分的值可能有专门大的不同，如此随时输入双侧数字的记分板也就显得应用更为普遍。
如图（！
）所示。
图
（1）记分电路的组成图
方案论证
当咱们按下一个数字键时编码器输出的二进制数码输入到寄放器的并行输入端。
同时按键通过数据选择器提供一个CP单脉冲给寄放器，如此其中一方如U2就能够够输出数码至七段数码管和U3的并行输入端。
使得数码管个位显示刚按下的数字，当再按一按键时同理U2的输出是刚按下的数字，U3的输出是上一次按下的数字。
如此就实现了个位数想十位数的移动。
强制清零键的‘0’‘1’状态实现全数比分的清零，如在本电路中输入5分应先按下‘5’键再按下‘0’键，‘0’键提供移位寄放器的CP信号，相当于触发开关。
第3章EWB512仿真软件
简介
随着电子技术和运算机技术的进展，电子产品设计与运算机已日趋紧密相连。
电子设计自动化技术，使得电子线路到的设计人员能在电路的集成度愈来愈高，而产品的更新周期愈来愈短的情形下，能够通过运算机完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计，有效的节省产品的开发本钱与时刻。
EDA是在运算机辅助设计技术的基础上进展起来的电路运算机设计软件系统。
与初期的CAD软件相较，EAD软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。
特点
一、EWB采纳界面直观、交互性好的图形方式创建电路，操作和调整十分方
便，容易把握
二、EWB在运算机屏幕上仿照真实实验室的工作台，绘制电路图所需要的各类元器件、电路仿真所需要的各类测试测量仪器都可直接从屏幕上相应的元器库和仪器表库当选取。
3、EWB中各类仪器的操纵面板外形和操作方式都与实物相似，能够实时显示测量结果。
4、EWB不仅带有丰硕的电路元件库，而且具有完整的混合模拟与数字模拟的功能，可提供多种电路的分析仿真方式。
五、EWB作为以SPICE为内核的设计工具，它能够同其他流行的电路分析、设计和制板软件互换数据。
EWB绘制的电路文件乃至能够直接输出至常见的印制板设计软件中自动排出印制电路版图。
EWB作为一个优秀的电工电子技术设计训练工具，利用它提供的虚拟仪器和元器件不仅能够熟悉把握经常使用的电子仪器的利用和测量方式，还能够用比实验中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情形。
不但大大提高了电子设计的工作效率，而且没有设备条件的限制和各类物质消耗。
因此超级适合电工电子类课程的辅助教学和实验。
第4章各单元电路设计
电源电路
直流电源的最简单的供电方式是用电池。
但电池有本钱高、体积大、需要不时改换（蓄电池那么要常常充电）的缺点，因此最经济靠得住而又方便的是利用整流电源。
电子电路中的电源一样是低压直流电，因此要想从220伏市电电变换成直流电，应该先把220伏交流变成低压交流电，再用整流电路变成脉动的直流电，最后用滤波电路滤除脉动直流电中的交流成后才能取得直流电。
有的电子设备对电源的质量要求很高，因此有时还需要再增加一个稳压电路。
因此整流电源的组成一样有三大部份，见图
（2）。
图
（2）整流电源组成图
变压、整流电路
变压电路其实确实是一个铁芯变压器。
变比为220：
6整流电路用4个二极管组成的桥式整流电路能够利用只有单个次级线圈的变压器，见图（3）。
负载上的电流波形和输出电压值与全波整流电路相同为倍的负边电压。
因此整流后的电压近似5V。
图（3）变压整流电路图
滤波电路
整流后取得的是脉动直流电，若是加上滤波电路滤除脉动直流电中的交流成份，就能够够取得滑腻的直流电。
采纳电容滤波：
把电容器和负载并联，如图（4），正半周时电容被充电，负半周是电容放电，就可使负载上取得滑腻的直流电。
图（4）滤波电路图
稳压电路
交流电网电压的波动和负载电流的转变都会使整流电源的输出电压和电流随之变更，因此要求较高的电子电路必需利用稳压电源。
采纳集成化稳压电路：
最近几年来已有大量集成稳压器产品问世，品种很多，结构也各不相同。
目前用得较多的有三端集成稳压器，有输出正电压的CW7800系列和输出负电压的CW7900系列等产品。
输出电流从—3A，输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等多种。
这种集成稳压器只有三个端子，稳压电路的所有部份包括大功率调整管和爱惜电路等都已集成在芯片内。
利历时只要加上散热片后接到整流滤波电路后面就好了。
外围元件少，稳压精度高，工作靠得住，一样不需要调试。
图（5）是一个三端稳压器电路。
本设计利用固定三端稳压器7805，它的输出稳固电压为5V。
C2是进一步对高频谐次波滤除，为了爱惜稳压IC，能够在输入端与输出端接一个二级管。
7805的三脚从左到右别离为1—2—3脚，即输入端—地—输出端。
图（5）稳压电路图
排除抖动电路
本设计采纳简单的与键盘或开关并联电容器，来排除电路抖动。
并联电容C和串联的一电阻R，能够是波形上升沿和下降沿转变比较缓慢。
因此对关于转变很窄的脉冲起到了平波的作用。
抖动电路如图（6）
1抖动波形；2排除抖动后波形3防抖动电路
图（6）排除抖动电路
记分器电路设计
记分器电路别离由数字操纵键盘、编码器、数据选择器、移位寄放器、七段数码显示管和强制清零按钮组成。
如图（7）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别离输给移位寄放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放器的CP信号来源。
数码显示管通过输入寄放器的DCBA来显示分数。
图（7）记分器电路组成
数字键盘部份
实际中应用键盘来操纵数值的输入，那个地址用单刀双掷开关来替代。
0---9十个开关连接如图（8）所示。
工作中由于后面电路的要求，开关平常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（8）数字键盘图
编码部份
一、编码器选择了74147，其功能表如图（9）所示。
74147编码器功能表
1
2
3
4
5
6
7
8
9
D
C
B
A
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
X
X
X
X
X
X
X
X
0
0
1
1
0
X
X
X
X
X
X
X
0
1
0
1
1
1
X
X
X
X
X
X
0
1
1
1
0
0
0
X
X
X
X
X
0
1
1
1
1
0
0
1
X
X
X
X
0
1
1
1
1
1
0
1
0
X
X
X
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
X
X
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
X
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
74147引脚图
图（9）74147功能表及引脚图
二、编码设计
由74147功能表可知，输出DCBA是8421BCD码的反码，因此只要在74147的输出端增加反相器就能够够取得所要的输出码。
74147是9输入端的集成器而咱们有10个数字键要输入，观看功能表就能够够看出当74147的9个输入端都是高电平常，输出的二进制码经反相器后确实是要取得的0的二进制8421BCD码。
因此前面开关电路的1—9键别离接74147的9个输入端，0键不接74147编码器只接数据选择器以提供移位寄放器的CP信号。
工作中按“0”键时由于74147各个输入端都是高电平，那么输出经反相后确实是“0”的二进制码。
其他的数字经编码器的编码成对应的二进制码。
同时都给后面的移位寄放器一个单脉冲的CP信号。
如图（10）所示。
图（10）编码设计部份图
数据选择器部份
一、数据选择器选择了74151，其功能表如图（11）所示。
74151数据选择器功能表
C
B
A
G’
Y
W
X
X
X
1
0
1
0
0
0
0
D0
D0’
0
0
1
0
D1
D1’
0
1
0
0
D2
D2’
0
1
1
0
D3
D3’
1
0
0
0
D4
D4’
1
0
1
0
D5
D5’
1
1
0
0
D6
D6’
1
1
1
0
D7
D7’
74151引脚图
图（11）74151功能表及引脚图
二、数据选择器部份
数据选择器是为了提供移位寄放器的单脉冲CP信号，使得每次按键不仅给数字编码还提供CP信号以实现寄放器的存储和移位功能。
74LS151的功能表和引脚图如图（11）所示。
74LS151的数据输入端只有8个，因此咱们选择两块74LS151进行级联电路如图（12）所示。
图（12）数据选择部份图
移位寄放器部份
一、移位寄放器选择了74194，其功能表如图（13）所示。
74194功能表
74194引脚图
图（13）74194功能表及引脚图
二、移位寄放器部份
移位寄放器电路由4片74194组成。
起功能表如表（13）所示。
集成移位寄放器74194由四个RS触发器及它们的输入操纵电路组成。
除外,还有两个操纵输入端S1、S0。
如表所示，它们的状态组合能够完成4种操纵功能，其中左移和右移两项是指串行输入，数据是别离从左移输入端DSL和右移输入端DSR送入寄放器的。
RD为异步清零输入端。
其第一行表示寄放器的异步清零；第二行表示当RD＝1，CP=1（或0）时，寄放器处于原先状态；第三行表示为并行输入同步预置数；第四、五行为串行输入左移；第六、七行为串行输入右移；第八行为维持状态。
3、电路的连接
移位寄放部份电路如图（14）所示。
其中第一组集成片时操纵一方分数。
另一组操纵另一方。
上面的俩个并行输入端都连接编码器的输出端，下面的俩个并行输入端别离接对应一方的上片寄放器并行输出端。
四片74194清零端RD接在单刀双掷开关，进行高低电平的转换事项强制清零功能。
四片CP脉冲信号输入端接至数据选择器输出端。
第一组集成片的操纵端S0、S1接在一路然后接在单刀双掷开关。
第二组的操纵端S0、S1也接在一路然后接一非门后与前俩集成片接在同一单刀双掷开关上。
来实现两方的比分输入状态。
4、电路的工作原理
当咱们按下一个数字键时编码器输出的二进制数码输入到寄放器的并行输入端。
同时按键通过数据选择器提供一个CP单脉冲给寄放器，如此其中一方就能够够输出数码至七段数码管和另一个的并行输入端。
使得数码管列位显示刚按下的数字，当在按键时同理其中一个得输出是刚按下的数字，另一个的输出是上一次按下的数字。
如此就实现了个位数向十位数的移动。
关于两边输分操纵键；当单刀双掷开关置在低电平或高电平常，必有其中一方的S0、S1处于维持功能，而另一方的S0、S1处于并行输出状态。
强制清零的‘0’‘1’状态实现全数比分的清零。
图（14）移位寄放部份图
显示部份
经常使用的显示器件有液晶显示（LCD）、发光二极管显示（LED）、等。
LCD显示体积小、功耗低，但亮度不高。
LED数码管是把发光二极管制成条状，再按必然方式连接，组成8，利历时让某些笔段上的发光二极管发亮，即可组成0-9的一系列数字。
LED数码管分共阳极与共阴极两种，外形及结构如图（15）所示。
此电路采纳BS系列的数码管——BS207，其正向压降≤、最大工作电流（全亮）为400mA、最大功耗为600mW、反向击穿电压（每段）≥5V、发光强度（每段）150ucd、结构为共阴。
本电路利用的是四输入的译码器集成在其中的数码管。
图（15）LED外形结构
第5章系统调试与仿真结果
在电路组仿真时，碰到的最大问题是，起初考虑不全面，芯片散布不够合理，显现了许多“特长线、交叉线”不但阻碍电路图的美观，而且也会给后来的调试检查带来没必要要的麻烦。
通过几回修改问题取得初步解决。
仿真调试进程中，由于对软件的不太熟悉和电路的不够完美，也显现了一些不能另人中意的结果。
在通过和同伴的讨论和反复的运行中。
慢慢发觉问题并取得了专门好的解决。
最终达到中意的成效。
主电路的仿真如图（16）所示。
图（16）主电路的仿真图
第6章总结
要紧仪器与设备
数字电路实验箱，74147编码器1个，74LS194移位寄放器2个，74LS151数据选择器2个，七段数码显示管（7448译码器集成其中）2个，74LS04非门5个，74LS32正或门1个，电阻（1KΩ）10个，单刀双掷开关11个（由于仿真软件里没有数字键盘，那个地址用单刀双掷开关来替代。
），导线假设干。
设计体会
为期两周的电工电子课程设计拉下了帷幕，我深刻体会到了其中的苦与乐，感悟甚是深切。
在没有做课程设计以前，感觉课程设计只是对知识的单纯总结，可是通过这次课程设计发觉自己的观点有点太片面，课程设计不仅是对前面所学知识的一种查验，也是对自己能力的一种提高，通过这次课程设计使自己明白了原先的那点知识是超级欠缺的，要学习的东西还很多，通过这次课程设计，明白学习是一个长期积存的进程，在以后的工作和生活中都应该不断的学习，尽力提高自己的知识和综合素养，并将理论与设计相结合，学以致用，再也不是纸上谈兵。
对咱们学生来讲，理论与实际超级重要，这是咱们以后在工作中说明自己能力的一个重要标准。
在这次课程设计中，同窗之间的相互帮忙，有什么不懂的大伙儿在一路商量，发觉咱们所学的知识实在是有限，只是咱们能够充分利用网络的优势去查阅资料。
而且，课程设计中涉及到的电路图用了WEB进行设计和仿真，使我多把握了一个得力的仿真工具。
我在整个设计进程中知道了许多东西，当碰到解决不了的问题，跟同伴一路商量、合作，或许能收到事半功倍的成效。
不管学什么，必然要打好基础，并将其学好、学精，但空有知识也不能说明什么，还得能为己所用；还有更重要的是培育了独立试探和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对尔后的学习工作和生活有超级大的帮忙，而且提高了自己的动手实践操作能力，使自己充分体会到了在设计进程中的成功喜悦。
尽管那个设计做的不是很完美，可是在设计进程中所学到的东西是这次课程设计的最大收成和财富，使我终身受益。
通过这次课程设计，明白学习是一个长期积存的进程，在以后的工作和生活中都应该不断的学习，尽力提高自己的知识和综合素养，并将理论与实际相结合，理论与实际一样重要。
实习中，我感受到了教师对学生的那种诲人不倦的精神，天天的固按时刻，教师都来给咱们指导，使咱们少走弯路，顺利完成实习任务，清许诺我向你们致意高贵的敬意，感激你们，教师！
￥
参考文献
Ø电子技术实训许胜辉主编人民邮电出版社
Ø电工学（电子技术）秦曾煌主编高等教育出版社
Ø数字电子技术基础阎石主编高等教育出版社
Ø电子技术许泽鹏主编高等教育出版社
Ø康华光主编.电子技术基础（第五版）[M].北京：
高等教育出版社，
Ø彭华林编.数字电子技术[M].长沙：
湖南大学出版社，
Ø梁明理编.电子线路[M].北京：
高等教育出版社，
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