拔河游戲機課程設計報告

1、HUBEI NORMAL UNIVERSITY課程設計報告Course Design Report目 錄1主要內容及要求12 設計任務分析23總體方案設計23.1 設計思路23.2 實驗方案選擇23.3 電路工作原理43.4 各單元電路的設計44 實驗仿真結果85總結105.1 實驗評價105.2 心得體會10參考文獻111主要內容及要求 (1) 設計一個能進行拔河游戲的電路。(2) 電路使用15個發(fā)光二極管，開機后只有中間一個發(fā)亮，此即拔河的中心點。(3) 游戲雙方各持一個按鈕，迅速地、不斷地按動，產生脈沖，誰按得快，亮點就向誰的方向移動，每按一次，亮點移動一次。(4) 亮點移到任一方終端二

2、極管時，這一方就獲勝，此時雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復位后才使亮點恢復到中心。(5) 用數碼管顯示獲勝者的盤數。2 設計任務分析本課題的主要任務是讓拔河游戲機的電平指示燈由中點向我方延伸，而阻止其向對方延伸?？梢栽O想用可預置的加/減計數器作主要器件，用計數器的輸出狀態(tài)通過譯碼器控制電平指示燈的顯示狀態(tài)。如當計數器進行加法計數時，發(fā)亮的電平指示燈向甲方移動，相反，進行減法計數時，發(fā)亮的電平指示燈向乙方移動。當移動到一方的終點就把電路鎖定，此時雙方按鍵均無作用，只有裁判員按了復位按鍵雙方才能繼續(xù)下一盤的比賽，而計數器就記錄雙方的獲勝的次數。3總體方案設計3.1 設計思路(1)本課題所設計的拔

3、河游戲機由15個電平指示燈排列成一行，開機之后只有中間一個電平指示燈亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個按鍵，迅速地、不斷地按動產生脈沖，誰按得快，亮點向誰方向移動，每按一次，亮點移動一次。移到任一方終端指示燈點亮，這一方就獲勝，此時雙方按鍵均無作用，輸出保持，只有經裁判復位后才使亮點恢復到中心線。(2)當一局比賽結束后,由點亮該終點燈的信號使電路封鎖加減脈沖信號的作用.即實現(xiàn)電路自鎖,使加減脈沖無效。同時，使計分電路自動加分。(3)控制電路部分應能控制由振蕩器產生的脈沖信號，進入計數器的加減脈沖的輸入端，其進入方向則由參賽雙方的按鍵信號決定。3.2 實驗方案選擇方案一：拔河游戲機的電路

4、框圖如圖1所示。按鍵A、B整形電路選擇開關可逆計數器譯碼器取勝計數器取勝顯示控制電路中心線顯示復位 圖1 拔河游戲機電路框圖拔河游戲機的電路圖如圖2所示。圖2 拔河游戲機的電路圖可逆計數器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進制數0000，經譯碼器輸出使中間的一只電平指示燈點亮。當按動A、B兩個按鍵時，分別產生兩個脈沖信號，經整形后分別加到可逆計數器上，可逆計數器輸出的代碼經譯碼器譯碼后驅動電平指示燈，點亮并產生位移，當亮點移到任何一方終端后，由于控制電路的作用，使這一狀態(tài)被鎖定，而對輸入脈沖不起作用。如按動復位鍵，亮點又回到中點位置，比賽又可重新開始。將雙方終端指示燈的正端分別與CC4518的時

5、鐘信號CLK連接，當任一方取勝，該方終端指示燈點亮，產生1個下降沿使其對應的計數器計數。這樣，計數器的輸出即顯示了勝者取勝的盤數。方案二：拔河游戲機的電路框圖如圖3所示。圖3 拔河游戲機的電路框圖本課題，可以用兩片74LS154代替CC4511，由于74LS154輸出端為低電平而CC4511輸出端為高電平，故在方案一中燈的前面加非門，雖然方案一比方案二復雜，但方案一比方案二更具有創(chuàng)新意義，所以我們選擇方案一。3.3 電路工作原理可逆計數器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進制數0000，經譯碼器輸出使中間的一只電平指示燈Y0點亮。當按動A、B兩個按鍵時，分別產生兩個脈沖信號，經整形后分別加到可逆

6、計數器上，可逆計數器輸出的代碼經譯碼器譯碼后驅動電平指示燈點亮并產生位移，當亮點移到任何一方終端后，由于控制電路的作用，使這一狀態(tài)被鎖定，而對輸入脈沖不起作用。如按動復位鍵，亮點又回到中點位置，比賽又可重新開始。將雙方終端指示燈的正端分別經兩個與非門后接到2個十進制計數器CC4518的使能端EN，當任一方取勝，該方終端指示燈點亮，產生1個下降沿使其對應的計數器計數。這樣，計數器的輸出即顯示了勝者取勝的盤數。3.4 各單元電路的設計（1）編碼電路的設計由雙時鐘二進制同步可逆計數器74LS193構成，它有2個輸入端，4個輸出端，能進行加減計數。通過編碼器來控制電平指示燈的顯示，加計數時向右移動，進

7、行減計數時，向左移動。電路圖如圖4所示。圖4 編碼電路（2）整形電路設計由與門74LS08和與非門74LS00構成。因74LS193是可逆計數器，控制加減的CP脈沖分別加至5腳和4腳，此時當電路要求進行加法計數時，減法輸入端CPD必須接高電平；進行減法計數時，加法輸入端CPU也必須接高電平，若直接由A、B鍵產生的脈沖加到5腳或4腳，就有很多時機在進行計數輸入時另一計數輸入端為低電平，使計數器不能計數，雙方按鍵均失去作用，拔河比賽不能正常進行。加一整形電路，使A、B二鍵出來的脈沖經整形后變?yōu)橐粋€占空比很大的脈沖，這就減少了進行某一計數時另一計數輸入為低電平的可能性，從而使每按一次鍵都有可能進行有

8、效的計數。電路圖如圖5所示。圖5 整形電路（3）譯碼電路由4線16線譯碼器CC4514構成。譯碼器的輸出Y0Y15中選15個接電平指示燈，電平指示燈的負端接地，而正端接譯碼器；這樣，當輸出為高電平時電平指示燈點亮。比賽準備，譯碼器輸入為0000，Y0輸出為1，中心處指示燈首先點亮，當編碼器進行加法計數時，亮點向右移，進行減法計數時，亮點向左移。電路圖如圖6所示。圖6 譯碼電路（4）控制電路LD當亮點移到任何一方的終端時，判該方為勝，此時雙方的按鍵均宣告無效。將雙方終端指示燈的正接至異或門的2個輸入端，當獲勝一方為“1”，而另一方則為“0”，異或門輸 出為“1”，經與非門產生低電平“0”，再送到

9、74LS193計數器的置數端,于是計數器 停止計數，處于預置狀態(tài)，由于計數器數據端D0、D1、D2、D3和輸出Q0、Q1、Q2、Q3對應相連，輸入也就是輸出，從而使計數器對脈沖不起作用。（5）勝負顯示由計數器CC4518和譯碼顯示器構成。將雙方終端指示燈正極經與非門輸出后分別接到2個CC4518計數器的EN端，CC4518的兩組4位BCD碼分別接到實驗箱中的兩組譯碼顯示器的8、4、2、1插孔上。當一方取勝時，該方終端指示燈發(fā)亮，產生一個上升沿，使相應的計數器進行加一計數，于是就得到了雙方取勝次數的顯示，若1位數不夠，則進行2位數的級連。電路圖如圖7所示。圖7 勝負顯示電路（6）復位控制74LS

10、193的清零端CR接一個電平開關，作為一個開關控制，進行多次比賽而需要的復位操作，使亮點返回中心點。CC4518的清零端RD也接一個電平開關，作為勝負顯示器的復位來控制勝負計數器使其重新計數。其中CC4518功能表如表1所示：表1 CC4518功能表輸 入輸出功能時鐘CP清零RD使能EN1全部為001加計數000保持000104 實驗仿真結果Pcb原理圖Pcb板5總結5.1 實驗評價 本課題所設計的拔河游戲機主體大概是由15個電平指示燈組成“電子繩”，由可逆計數器74LS193構成編碼電路，由譯碼器74LS154構成譯碼器電路，由計數器CC4518作為勝負的顯示。但不難想象，74LS154可以

11、由CC4514所代替， 這一點是可以改進的。還有就是電路的主體部分還可以用移位寄存器所代替，由于時間的關系，留待以后思考。5.2 心得體會課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程. 回顧起此次拔河游戲機課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實踐，在這一個星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論

12、知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的很多的不足，自己知識的很多漏洞，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說觸發(fā)器的運用還是不怎么熟識，對73LS193計數器的邏輯功能還是不怎么了解,看到了自己基礎知識還是不夠扎實，實踐經驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還待急需提高。通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。在這個過程中，也曾經因為實踐經驗的缺乏失落過，也曾經仿真成功而熱情高漲。生活就是這樣，汗水預示著結果也見證著收獲。雖然這只是一次的較簡單的課程設計，可是也耗費了我們不少的心血。無論如何，就當它是一次數電的復習課吧！為期考作了一次好好的復習！通過這次的課程設計，知識上的不但有了重要收獲，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境的道理。我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在