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【关键字】设计
一、设计题目及要求
题目: 篮球比赛数字计分牌 要求:
1.分别记录两队得分情况;
2.进球得分加2分,罚球进球得分加1分; 3.纠正错判得分减2分或1分;
4.分别用三个数码管显示器记录两队的得分情况。 2、设计过程及内容 1、设计过程
(1)电路模块化。将要实现的功能电路分成若干小的功能模块,各自实现自己的功能。 (2)设计具体化。具体设计各个模块,然后将模块组合起来,完成课程设计的要求。 (3)设计实现。将电路下载到试验箱上,实现最初的设想。 2、内容
基本模块部分 A、倍频模块
原理图如上,将两个D触发器和一个异或门连接,一个脉冲信号延迟后与原信号在异或门叠加,从而实现一个脉冲变为两个,即加减两次。仿真波形如下图:
B、计分模块
此模块用记分模块,利用异或门、JK触发器,D触发器及10进制加减计数器74168来实现加2、加1、减2、减1的功能,并由12位二进制数输出。
具体功能实现如述:当按下加2键时产生一个脉冲,一方面经分频模块实现一个脉冲变两个脉冲,通过D触发器给计数器74168,另一方面与加1端信号在异或门叠加,形成高电平信号,再和减数端过来的低电平信号在JK触发器对信号进行置1,给计数器74168一个加的信号,计数器则加2,加1时则不通过分频模块;当按下减2键时产生一个脉冲,一方面经分频模块实现一个脉冲变两个脉冲,通过D触发器给计数器74168,另一方面与减1端信号在异或门叠加,形成高电平信号,再和加数端过来的低电平信号在JK触发器对信号进行置0,给计数器74168一个减的信号,计数器则加2,加1时则不通过分频模块。仿真波形如下图:
C、扫描模块
该模块为扫描电路。用十六进制计数器74161连接扫描地址端,用来选中相应的地址,用八选一数据选择器74151来选择要显示的相应数据,即A、B两队的相应得分情况。并通过BCD七段译码器显示。仿真波形如下图:
D、防抖模块
此模块为防抖电路,利用D触发器上升沿触发特性防止抖动,使之不会产生震荡的结果。仿真波形如下图:
D、总电路图
将各个基本模块按要求连接起来,形成总的电路图,实现课题所要求的功能。
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具体功能实现如述:总电路设计两组输入端,分别代表A队和B队的计分输入,同时设计了动作端。当动作端处于低电平时,A队的加1端Aadd1输入脉冲,经过防抖电路,确保信号无误,在计分电路处对信号进行加1,最后经过扫描电路将A队的得分数据显示在数码管上。
仿真波形如下图:
最终,实现所要求的全部逻辑功能 三、设计结论 1、出现的问题
a、在设计分频模块时,为实现输入一个脉冲,输出两个脉冲的效果,出现了困难,最初想到寄存器是否可以实现这个功能,经过后续实验思考和老师帮助,成功实现了要求。
b、在对扫描模块进行波形仿真过程中,最初无法按照逻辑要求得到正确的波形。后来经过研究,明白了错误出现的原因,即按照电路逻辑,输入信号为一持续信号,所以给一单脉冲所仿真出的波形不符合要求。
c、最后进行硬件仿真时,对电路进行实际验证,最初数码管要么不亮,要么显示错误信号,最后在检查电路图和仿真波形,确保无误后,更换导线及仔细连线后终于达到了设计要求,希望EDA实验室能够更新设备。
2、课程设计感想
EDA(电子设计自动化)对于我们掌握数字电路的专业技能有着重要作用,帮助我们在实践中巩固课本知识、拓展课外知识、训练逻辑思维、提高动手能力,使我们充分认识到自己的不足,知识掌握和逻辑思维上均存在不同程度的欠缺,有待在今后的学习实践中进一步提高。
设计的过程并不是一帆风顺的,总会有这样那样的不尽人意,于是删了改,改了删,删了再改,直到结果符合自己的设想为止。实践,就是为了检验理论知识,出入是难免的,这时就需要主观能动性发挥作用了。
通过这次课程设计,同学们的动手能力提高了,并巩固了以前学的知识,还学到了一些课堂上学不到的东西,在此感谢实验室的老师们给我们提供的环境,感谢你们不辞劳苦的工作,也感谢你们耐心的给我们解惑。希望在以后的学习中还会有更多的自己动手的机会,用实践来检验自己。
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