廣東省核工業(yè)華南高級技工學校 蔡長城 王 璐

基于數(shù)字電路的籃球計分系統(tǒng)設計

廣東省核工業(yè)華南高級技工學校 蔡長城 王 璐

本文介紹了基于數(shù)字電路的籃球計分系統(tǒng)，可完成比賽過程中的得分記錄，小節(jié)計時及24秒犯規(guī)處理。本系統(tǒng)由五個模塊組成，每個模塊均由數(shù)字邏輯電路組成，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和低成本。

籃球計分；數(shù)字邏輯；運行穩(wěn)定

引言

籃球運動已經(jīng)十分普及。在正規(guī)大型比賽場地中，通常采用電子計分板，但是在公用籃球場地及其他非正規(guī)場地，往往缺乏計分手段。為緩解這一狀況，設計該系統(tǒng)，具有以下兩大功能，且成本低、運行穩(wěn)定：1)記錄兩隊的得分情況（加1、2、3分），并且可以糾正兩隊得分，以及清零效果；2)記錄比賽時間，分別是一小節(jié)比賽的10分鐘，以及一次進攻的24秒，可以實現(xiàn)24秒內(nèi)犯規(guī)暫停，以及24秒重新計時。

1 總體系統(tǒng)設計

本籃球計分系統(tǒng)總體分為五個模塊：系統(tǒng)時鐘、計時模塊、計分模塊、顯示驅(qū)動模塊以及按鍵去抖動模塊。功能框架圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)原理圖

1)系統(tǒng)時鐘提供其他主要模塊所需要時鐘信號。

2)按鍵去抖動模塊處理按鍵的抖動。

3)計時模塊包括每節(jié)比賽的10分鐘，以及每次進攻的24秒?？梢岳脺p法計數(shù)器來實現(xiàn)。

4)計分模塊可以采用加減法計數(shù)器來實現(xiàn)，在得分后可以清除24秒表示下一次進攻開始。

5)顯示模塊包括顯示時間以及比分，均在數(shù)碼管上顯示。

2 單元電路的設計

2.1 計分模塊

計分模塊使用三塊可逆十進制加法計數(shù)器74LS192組成了一個3位計數(shù)器。

圖2 74LS192的引腳排列及邏輯符號

2.2 計時模塊

計時模塊是有分為單節(jié)10分鐘計時以及24秒進攻計時；分別有4塊和2塊74ls192組成減法器，利用系統(tǒng)時鐘驅(qū)動。計時模塊仿真原理如圖4。

2.3 系統(tǒng)時序模塊

系統(tǒng)時序模塊用于給計時模塊提供時序脈沖，由一片NE555組成一個占空比為50%的一秒方波信號發(fā)生器（見圖5）。

圖3 計分模塊仿真原理圖

圖4 計時模塊仿真原理圖

圖5 NE555引腳排列

圖6 系統(tǒng)時序模塊仿真原理圖

系統(tǒng)時序模塊仿真原理如圖6。

2.4 驅(qū)動顯示模塊

由于選用的數(shù)碼管是共陽7段數(shù)碼管，所以譯碼芯片選用74LS47N。74LS47N引腳排列及功能如圖7、圖8：

圖7 74LS47N引腳排列圖

圖8 74LS47N功能圖

74LS47N可直接驅(qū)動共陽7段數(shù)碼管，仿真原理如圖9：

圖9 驅(qū)動及顯示模塊

2.5 按鍵去抖動模塊

物理按鍵存在很大的抖動，所以設計了一個RS觸發(fā)器來消除按鍵抖動。

在按壓按鍵時，由于機械開關的接觸抖動，往往在幾十毫秒內(nèi)電壓會出現(xiàn)多次抖動，相當于連續(xù)出現(xiàn)了幾個脈沖信號。為了消除開關的接觸抖動，可在機械開關與被驅(qū)動電路間接的接入一個基本RS觸發(fā)器，如圖所示：S為＝0，R＝l，可得出A＝l，A＝0。當按壓按鍵時，S＝l，R＝0，可得出 A＝0，A＝1，改變了輸出信號A的狀態(tài)。若由于機械開關的接觸抖動，則R的狀態(tài)會在0和1之間變化多次，若 R＝l，由于A＝0，因此G2門仍然是“有低出高”，不會影響輸出的狀態(tài)。同理，當松開按鍵時， S端出現(xiàn)的接觸抖動亦不會影響輸出的狀態(tài)。因此，如下圖，開關每按壓一次，A點的輸出信號僅發(fā)生一次變化。

圖10 按鍵去抖模塊

3 結束語

該系統(tǒng)能實現(xiàn)籃球比賽的計分功能及24秒犯規(guī)處理，運行穩(wěn)定，操作簡單，便民使用，可廣泛應用于學校及公共籃球場地，增加比賽娛樂性。

蔡長城，男，廣東省核工業(yè)華南高級技工學校教務實訓科教師，研究方向：電子信息，數(shù)字電路。