課程設(shè)計(jì)足球換人顯示牌設(shè)計(jì)大學(xué)論文.doc

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1、電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告——足球換人顯示牌設(shè)計(jì)重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院2015年6月摘要在足球比賽中，雙方球隊(duì)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(duì)員和換上場隊(duì)員，同時(shí)也可告知眾人。換人號牌顯示狀態(tài)有：隊(duì)員號用綠色顯示——表明換上場隊(duì)員、隊(duì)員號用紅色顯示——表明換下場隊(duì)員。由于換人時(shí)換上場隊(duì)員已站在舉牌裁判旁邊，該隊(duì)的場上隊(duì)員便知道是幾號隊(duì)員換下場，便達(dá)到換人告示的目的。20/20裁判宣布換人上、下場之后，可撥動(dòng)該換人顯示牌的總開關(guān)，顯示牌上便會顯示預(yù)先設(shè)定好的上、下場球員號碼，并且同時(shí)開始25秒的計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)到達(dá)20秒時(shí)，顯示牌上的球員

2、號碼會閃爍，同時(shí)會有聲響發(fā)出，以催促球員盡快上、下場；25秒時(shí)，計(jì)數(shù)停止，裁判可撥動(dòng)總開關(guān)對計(jì)時(shí)器清零復(fù)位，同時(shí)將手動(dòng)換組開關(guān)切換至第二組球隊(duì)，同第一組過程類似實(shí)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(guān)、計(jì)數(shù)器、秒脈沖發(fā)生器、LED驅(qū)動(dòng)和交/直流轉(zhuǎn)換部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)選擇器和撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)對上、下場球員號的預(yù)置；打開總開關(guān)后，譯碼器會輸出相應(yīng)的數(shù)碼驅(qū)動(dòng)LED的相應(yīng)字段，將上、下場隊(duì)員號碼顯示在屏幕上，同時(shí)定時(shí)器部分開始工作，到相應(yīng)時(shí)間會有閃爍和報(bào)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，轉(zhuǎn)化為直流對器件里的蓄電池進(jìn)行充電，然后放電

3、供給該顯示牌?？傮w設(shè)計(jì)由各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)搭建而成，并在計(jì)算機(jī)Multisim中實(shí)現(xiàn)仿真，最后進(jìn)行元件焊接。下文將對各個(gè)模塊逐一介紹。關(guān)鍵字：足球換人顯示牌計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)選擇器顯示譯碼LED驅(qū)動(dòng)目錄1.設(shè)計(jì)模塊及其任務(wù)41.1．總體功能及其任務(wù)41.2選號和譯碼41.3計(jì)時(shí)器51.3.1同步計(jì)數(shù)520/201.3.2秒脈沖發(fā)生器51.4交/直流供電61.5報(bào)警電路61.6LED驅(qū)動(dòng)電路62.設(shè)計(jì)原理和功能分析72.174LS157選號82.274LS48譯碼92.374LS160計(jì)數(shù)102.4555定時(shí)器構(gòu)成秒脈沖發(fā)生器122.5555定時(shí)器構(gòu)成報(bào)警電路142.6交流變直流電路152.

4、7LED驅(qū)動(dòng)電路183．總電路仿真194．課程設(shè)計(jì)感想和總結(jié)205．參考文獻(xiàn)211.設(shè)計(jì)模塊及其任務(wù)20/201.1．總體功能及其任務(wù)(1).換人顯示牌需要預(yù)設(shè)2組換人隊(duì)員號，在完成了第一組換人后，通過撥動(dòng)換人組選擇開關(guān)，即可進(jìn)行第二組換人；⑵．比賽規(guī)定每組換人時(shí)間為25秒，后5秒內(nèi)會有閃爍提示和聲響報(bào)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(shí)間開啟，即電池的使用時(shí)間不長。在有條件的比賽場即可使用交流電供電。⑷．換下場隊(duì)員編號字符用紅色LED顯示，換上場隊(duì)員編號字符用綠紅色L

5、ED顯示。總開關(guān)要對計(jì)數(shù)器復(fù)位，換組開關(guān)實(shí)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(duì)員號預(yù)置數(shù)，并通過使能端控制信號選定換人組號。預(yù)置數(shù)的選擇由撥碼開關(guān)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(duì)號編譯出來，驅(qū)動(dòng)LED電路并顯示在屏幕上。設(shè)計(jì)思路：使用1片74LS157、1片74LS48和2個(gè)4位撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)上場隊(duì)員個(gè)位隊(duì)號的選擇、譯碼功能，連接綠色LED電路驅(qū)動(dòng)顯示；同理，也可實(shí)現(xiàn)上場隊(duì)員十位隊(duì)號的選擇和譯碼功能；20/20使用1片74LS157、1片74LS48和2個(gè)4位撥碼開關(guān)實(shí)現(xiàn)下場隊(duì)員個(gè)位隊(duì)號的選擇、譯碼功能，連接紅色LE

6、D電路驅(qū)動(dòng)顯示；同理，也可實(shí)現(xiàn)下場隊(duì)員十位隊(duì)號的選擇和譯碼功能；1.3計(jì)時(shí)器打開總開關(guān)，在隊(duì)號顯示的同時(shí)計(jì)數(shù)器應(yīng)該開始工作，總計(jì)數(shù)時(shí)間為25秒。通過與非門邏輯推導(dǎo)，將計(jì)數(shù)器端口和報(bào)警電路、LED顯示電路連接，到達(dá)20秒時(shí)出現(xiàn)LED閃爍和聲響報(bào)警的提醒。1.3.1同步計(jì)數(shù)用兩片74LS160連接起來，輸入同步時(shí)鐘信號，便可實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)的計(jì)數(shù)功能。當(dāng)個(gè)位計(jì)數(shù)計(jì)滿之后，通過進(jìn)位信號使十位的160芯片有效工作。要求總開關(guān)能夠控制計(jì)數(shù)器的工作狀態(tài)。1.3.2秒脈沖發(fā)生器使用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器可輸出秒脈沖信號作為同步時(shí)鐘信號。時(shí)鐘信號周期為：T=0.7*(R1+2R2)*C，調(diào)整電阻

7、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(shí)，可直接裝上電池，供給直流5V電壓給顯示牌；當(dāng)電池耗盡時(shí)，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(shí)，放電供給顯示牌使之工作。設(shè)計(jì)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(gè)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聯(lián)（均一端接地）實(shí)現(xiàn)濾波，然后接入三端穩(wěn)壓器LM7805穩(wěn)壓。這時(shí)