課程設計--足球換人顯示牌設計

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1、電子課程設計報告——足球換人顯示牌設計重慶大學電氣工程學院2015年6月摘要在足球比賽中，雙方球隊經(jīng)常有換人的情況，由于比賽場太大不便喊話，且不易聽清楚，因此，通過舉示號牌的方式顯示換下場隊員和換上場隊員，同時也可告知眾人。換人號牌顯示狀態(tài)有：隊員號用綠色顯示——表明換上場隊員、隊員號用紅色顯示——表明換下場隊員。由于換人時換上場隊員已站在舉牌裁判旁邊，該隊的場上隊員便知道是幾號隊員換下場，便達到換人告示的目的。20/20裁判宣布換人上、下場之后，可撥動該換人顯示牌的總開關，顯示牌上便會顯示預先設定好的上、下場球員號碼，并且同時開始25秒的計時。計時到達2

2、0秒時，顯示牌上的球員號碼會閃爍，同時會有聲響發(fā)出，以催促球員盡快上、下場；25秒時，計數(shù)停止，裁判可撥動總開關對計時器清零復位，同時將手動換組開關切換至第二組球隊，同第一組過程類似實現(xiàn)換人顯示。該顯示牌電路主要由數(shù)據(jù)選擇器、顯示譯碼器、撥碼開關、計數(shù)器、秒脈沖發(fā)生器、LED驅(qū)動和交/直流轉(zhuǎn)換部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)選擇器和撥碼開關實現(xiàn)對上、下場球員號的預置；打開總開關后，譯碼器會輸出相應的數(shù)碼驅(qū)動LED的相應字段，將上、下場隊員號碼顯示在屏幕上，同時定時器部分開始工作，到相應時間會有閃爍和報警提示。另外，該顯示牌可以直流供電，但在條件有限的情況下，可接上交流電源，

3、轉(zhuǎn)化為直流對器件里的蓄電池進行充電，然后放電供給該顯示牌?？傮w設計由各個模塊的設計搭建而成，并在計算機Multisim中實現(xiàn)仿真，最后進行元件焊接。下文將對各個模塊逐一介紹。關鍵字：足球換人顯示牌計數(shù)器數(shù)據(jù)選擇器顯示譯碼LED驅(qū)動目錄1.設計模塊及其任務41.1．總體功能及其任務41.2選號和譯碼41.3計時器51.3.1同步計數(shù)520/201.3.2秒脈沖發(fā)生器51.4交/直流供電61.5報警電路61.6LED驅(qū)動電路62.設計原理和功能分析72.174LS157選號82.274LS48譯碼92.374LS160計數(shù)102.4555定時器構(gòu)成秒脈沖發(fā)生器

4、122.5555定時器構(gòu)成報警電路142.6交流變直流電路152.7LED驅(qū)動電路183．總電路仿真194．課程設計感想和總結(jié)205．參考文獻211.設計模塊及其任務20/201.1．總體功能及其任務(1).換人顯示牌需要預設2組換人隊員號，在完成了第一組換人后，通過撥動換人組選擇開關，即可進行第二組換人；⑵．比賽規(guī)定每組換人時間為25秒，后5秒內(nèi)會有閃爍提示和聲響報警；⑶．該換人顯示牌采取交流/直流供電方式；首先考慮直流供電；由于字體較大（可由多只高亮度LED組成字段筆畫），則耗電較大，采用電池供電，不宜長時間開啟，即電池的使用時間不長。在有條件的比賽場

5、即可使用交流電供電。⑷．換下場隊員編號字符用紅色LED顯示，換上場隊員編號字符用綠紅色LED顯示?？傞_關要對計數(shù)器復位，換組開關實現(xiàn)換組功能。1.2選號和譯碼用74LS157數(shù)據(jù)選擇器對需要更換的上、下場隊員號預置數(shù)，并通過使能端控制信號選定換人組號。預置數(shù)的選擇由撥碼開關接通高、低電平來決定。置數(shù)和選定通道之后，譯碼器將換人隊號編譯出來，驅(qū)動LED電路并顯示在屏幕上。設計思路：使用1片74LS157、1片74LS48和2個4位撥碼開關實現(xiàn)上場隊員個位隊號的選擇、譯碼功能，連接綠色LED電路驅(qū)動顯示；同理，也可實現(xiàn)上場隊員十位隊號的選擇和譯碼功能；20/2

6、0使用1片74LS157、1片74LS48和2個4位撥碼開關實現(xiàn)下場隊員個位隊號的選擇、譯碼功能，連接紅色LED電路驅(qū)動顯示；同理，也可實現(xiàn)下場隊員十位隊號的選擇和譯碼功能；1.3計時器打開總開關，在隊號顯示的同時計數(shù)器應該開始工作，總計數(shù)時間為25秒。通過與非門邏輯推導，將計數(shù)器端口和報警電路、LED顯示電路連接，到達20秒時出現(xiàn)LED閃爍和聲響報警的提醒。1.3.1同步計數(shù)用兩片74LS160連接起來，輸入同步時鐘信號，便可實現(xiàn)兩位數(shù)的計數(shù)功能。當個位計數(shù)計滿之后，通過進位信號使十位的160芯片有效工作。要求總開關能夠控制計數(shù)器的工作狀態(tài)。1.3.2秒

7、脈沖發(fā)生器使用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器可輸出秒脈沖信號作為同步時鐘信號。時鐘信號周期為：T=0.7*(R1+2R2)*C，調(diào)整電阻和電容參數(shù)，可產(chǎn)生以1秒為周期的脈沖，并將輸出端接到兩片160芯片的CP端。1.4交/直流供電20/20在條件足夠時，可直接裝上電池，供給直流5V電壓給顯示牌；當電池耗盡時，需要外接交流220V電壓。經(jīng)過阻容降壓、橋式整流、濾波、穩(wěn)壓之后，可給蓄電池充電；蓄電池電量充足時，放電供給顯示牌使之工作。設計思路：交流220V電壓從端口輸入。用R和C并聯(lián)構(gòu)成阻容降壓段，用4個1N4007二極管構(gòu)成橋式整流電路，用電解電容和無極性電容并

8、聯(lián)（均一端接地）實現(xiàn)濾波，然后接入三端穩(wěn)壓器LM7805穩(wěn)壓。這時