基于数字电路的篮球计分系统设计

广东省核工业华南高级技工学校 蔡长城 王 璐

基于数字电路的篮球计分系统设计

广东省核工业华南高级技工学校 蔡长城 王 璐

本文介绍了基于数字电路的篮球计分系统，可完成比赛过程中的得分记录，小节计时及24秒犯规处理。本系统由五个模块组成，每个模块均由数字逻辑电路组成，保证了系统运行的稳定和低成本。

篮球计分；数字逻辑；运行稳定

引言

篮球运动已经十分普及。在正规大型比赛场地中，通常采用电子计分板，但是在公用篮球场地及其他非正规场地，往往缺乏计分手段。为缓解这一状况，设计该系统，具有以下两大功能，且成本低、运行稳定：1)记录两队的得分情况（加1、2、3分），并且可以纠正两队得分，以及清零效果；2)记录比赛时间，分别是一小节比赛的10分钟，以及一次进攻的24秒，可以实现24秒内犯规暂停，以及24秒重新计时。

1 总体系统设计

本篮球计分系统总体分为五个模块：系统时钟、计时模块、计分模块、显示驱动模块以及按键去抖动模块。功能框架图如图1所示：

图1 系统原理图

1)系统时钟提供其他主要模块所需要时钟信号。

2)按键去抖动模块处理按键的抖动。

3)计时模块包括每节比赛的10分钟，以及每次进攻的24秒。可以利用减法计数器来实现。

4)计分模块可以采用加减法计数器来实现，在得分后可以清除24秒表示下一次进攻开始。

5)显示模块包括显示时间以及比分，均在数码管上显示。

2 单元电路的设计

2.1 计分模块

计分模块使用三块可逆十进制加法计数器74LS192组成了一个3位计数器。

图2 74LS192的引脚排列及逻辑符号

2.2 计时模块

计时模块是有分为单节10分钟计时以及24秒进攻计时；分别有4块和2块74ls192组成减法器，利用系统时钟驱动。计时模块仿真原理如图4。

2.3 系统时序模块

系统时序模块用于给计时模块提供时序脉冲，由一片NE555组成一个占空比为50%的一秒方波信号发生器（见图5）。

图3 计分模块仿真原理图

图4 计时模块仿真原理图

图5 NE555引脚排列

图6 系统时序模块仿真原理图

系统时序模块仿真原理如图6。

2.4 驱动显示模块

由于选用的数码管是共阳7段数码管，所以译码芯片选用74LS47N。74LS47N引脚排列及功能如图7、图8：

图7 74LS47N引脚排列图

图8 74LS47N功能图

74LS47N可直接驱动共阳7段数码管，仿真原理如图9：

图9 驱动及显示模块

2.5 按键去抖动模块

物理按键存在很大的抖动，所以设计了一个RS触发器来消除按键抖动。

在按压按键时，由于机械开关的接触抖动，往往在几十毫秒内电压会出现多次抖动，相当于连续出现了几个脉冲信号。为了消除开关的接触抖动，可在机械开关与被驱动电路间接的接入一个基本RS触发器，如图所示：S为＝0，R＝l，可得出A＝l，A＝0。当按压按键时，S＝l，R＝0，可得出 A＝0，A＝1，改变了输出信号A的状态。若由于机械开关的接触抖动，则R的状态会在0和1之间变化多次，若 R＝l，由于A＝0，因此G2门仍然是“有低出高”，不会影响输出的状态。同理，当松开按键时， S端出现的接触抖动亦不会影响输出的状态。因此，如下图，开关每按压一次，A点的输出信号仅发生一次变化。

图10 按键去抖模块

3 结束语

该系统能实现篮球比赛的计分功能及24秒犯规处理，运行稳定，操作简单，便民使用，可广泛应用于学校及公共篮球场地，增加比赛娱乐性。

蔡长城，男，广东省核工业华南高级技工学校教务实训科教师，研究方向：电子信息，数字电路。