利用Multisim制作乒乓球比賽機

1、設(shè)計題目：乒乓球比賽游戲機班 級：姓 名：學(xué) 號：指導(dǎo)教師：2011年1月15日時間地點課程設(shè)計內(nèi)容第一章 設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目：乒乓球比賽游戲機二、設(shè)計要求：1. 設(shè)計一個甲、乙雙方參賽，裁判參與的乒乓球比賽游戲模擬機。2. 用8個發(fā)光二極管排成一條直線，以中點為界，兩邊各代表參賽雙方的位置，其中點亮的發(fā)光二極管代表“乒乓球”的當(dāng)前位置，點亮的發(fā)光二極管依次由左向右或由右向左移動。3. 當(dāng)球運動到某方的最后一位時，參賽者應(yīng)立即按下自己一方的按鈕，即表示擊球，若擊中，則“球”向相反方向運動，若未擊中，則對方得1分。4. 設(shè)置自動計分電路，雙方各用二位數(shù)碼管來顯示計分，每局10分。到達10分時

2、產(chǎn)生報警信號。第二章 電路組成和工作原理一.分析系統(tǒng)的邏輯功能，畫出其框圖如下：時鐘信號源發(fā)光二極管球臺驅(qū)動電路控制電路LED數(shù)碼管1顯示譯碼器1計數(shù)器2計數(shù)器1顯示譯碼器2LED數(shù)碼管2按鍵電路 計分電路 球臺電路 L CP S J1 J2 CNT圖1乒乓球比賽游戲機的原理框圖如上圖1所示，該電路主要由球臺驅(qū)動電路，控制電路，計數(shù)器，顯示譯碼器和LED數(shù)碼管等組成。圖中標(biāo)出的各種信號的含義：CP表示球臺驅(qū)動電路和計數(shù)器的時鐘信號；S表示燈（乒乓球）移動的信號；L表示發(fā)光二極管驅(qū)動信號，由L1L8組成；CNT表示計數(shù)器的計數(shù)脈沖信號，由CNT1,CNT2組成；J1,J2表示開關(guān)控制的外輸入發(fā)球

3、、擊球信號。二、總體思路描述如下：1.用兩個74LS194四位雙向移位寄存器模擬乒乓球臺，其中第一個74LS194的DL輸出端接第二個的右移串行輸入端，這樣當(dāng)乒乓球往右準(zhǔn)備移出第一個寄存器的時候就會在時鐘脈沖的作用下被移入第二個寄存器。同樣道理，第二個74LS194的AR輸出端接第一個的左移串行輸入端。2.用D觸發(fā)器及邏輯門電路構(gòu)成驅(qū)動控制電路3.用計數(shù)器、邏輯門電路和集成的4管腳的數(shù)碼管組成計分電路第三章 設(shè)計步驟及方法一、單元電路的設(shè)計1.球臺電路如下圖2設(shè)計所示：圖2.球臺電路上圖中，兩片4位74LS194雙向移位寄存器接成8位雙向移位寄存器。74LS194功能表如下DS1 S0工作狀態(tài)

4、01111 0 00 11 01 1置零保持右移左移并行輸入功能說明： (1)當(dāng)S1 = S0 =1 時，不管各輸入端原來是什么狀態(tài)，在下一個時脈沖到來時，其輸出分別是預(yù)先輸入到并行輸入端的 abcd ，這種方式叫送數(shù)。(2)當(dāng) S 1 =0 ，S 0 =1 時，其工作方式叫右移，這時，每來一個時鐘脈沖，輸出端的數(shù)各向右移一位，而 Q A 端的輸出則由加到 R 端的數(shù)來補充。 (3)當(dāng) S 1 =1 ，S 0 =0 時，其工作方式叫左移，情況正好與右移相反； Q D 端的輸出由加到 L 端的數(shù)來補充。 (4)當(dāng) S 1 = S 0 =0 時，不管是否有 CP 脈沖作用，輸出保持不變，這叫保持方

5、式。 CP=0 時也是保持方式。2.驅(qū)動控制電路設(shè)計如下圖3所示圖3.驅(qū)動控制電路圖中74LS74為上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，PR為置1端（低有效），CLR為置0端（低有效）。當(dāng)J1=0時，兩片D觸發(fā)器輸出端均為1即S1=S0=1，通過接入74LS194，此時實現(xiàn)的是并行輸入功能。當(dāng)J1=1時，L1=J2=1，J3=L8=0,通過各門電路可知U2A,U4A,U2B輸出端分別為0，1，1，則D觸發(fā)器輸出端分別為0，1即S1=0,S0=1。相反情況時，當(dāng)J1=1時，L1=J2=0，J3=L8=1，D觸發(fā)器輸出端分別為1，0即S1=1,S0=0。通過此電路來控制并且實現(xiàn)球臺燈的左右移位即實現(xiàn)乒乓球的運動

6、。3.計分電路的設(shè)計如下圖4所示：圖4.計分電路如上圖所示，計分電路主要部分由一個7404非門，7409與門和十進制的74LS161計數(shù)器構(gòu)成。得分真值表如下：由上表可得上圖中非門和與門的接法。L1J2(A)L8J3Y(A)Y(B)100001001010同步十六進制計數(shù)器74LS161的功能表如下：DEP ET工作狀態(tài)011110111 0 1 01 1置零預(yù)置數(shù)保持保持（但C=0）計數(shù)由74LS160的功能表可知，當(dāng)RD=LD=EP=ET=1時工作狀態(tài)為計數(shù)，即圖4中的CLR=LOAD=ENT=ENP=1時。選用ENP、ENT作為74LS160的計數(shù)控制端，當(dāng)ENT=ENP=1時計數(shù)，當(dāng)E

7、NT=ENP=0時計分電路處于保持狀態(tài)。 由設(shè)計圖可知，利用TTL門電路將74LS161轉(zhuǎn)換為11進制計數(shù)器，且當(dāng)出現(xiàn)數(shù)字10時，發(fā)光二極管亮起，產(chǎn)生報警信號。二、總體電路的設(shè)計及仿真結(jié)果?？傮w設(shè)計電路圖如下圖所示：仿真結(jié)果圖如下：課程設(shè)計收獲通過此次課程設(shè)計，我們了解了模擬電路基本設(shè)計方法,對Multisim仿真軟件有了初步的了解和認識，使用Multisim仿真軟件，可以讓我們在虛擬的環(huán)境中進行實驗，不需要真實電路環(huán)境的介入，不必顧及儀器設(shè)備的短缺與時間環(huán)境的限制，能夠極大的提高實驗的效率。這次數(shù)電課程設(shè)計,雖然短暫但是讓我得到多方面的提高：1、提高了我們的邏輯思維能力，使我們在邏輯電路的分

8、析與設(shè)計上有了很大的進步。加深了我們對組合邏輯電路與時序邏輯電路的認識，進一步增進了對一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還更加充分的認識到，數(shù)字電路這門課程在科學(xué)發(fā)展中的至關(guān)重要性2，查閱參考書的獨立思考的能力以及培養(yǎng)非常重要，我們在設(shè)計電路時，遇到很多不理解的東西，有的我們通過查閱參考書弄明白，有的通過網(wǎng)絡(luò)查到，但由于時間和資料有限我們更多的還是獨立思考。3，相互討論共同研究也是很重要的，經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，比如電路設(shè)計中的控制器的設(shè)計，以及乒乓球游戲機怎樣計分等的分析。還使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和