象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器

1、 出租車自動(dòng)計(jì)費(fèi)器CHANGSHA UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY 電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)習(xí)題目： 電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)習(xí) 象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 張家慶 學(xué) 號(hào)： 201257050113班 級(jí): 電子1201專 業(yè)： 電子信息工程指導(dǎo)教師： 唐國(guó)紅、陳立福2015年 1月目 錄1 實(shí)習(xí)目的、內(nèi)容和要求.12 設(shè)計(jì)原理及軟件簡(jiǎn)介2 2.1 設(shè)計(jì)原理.23 設(shè)計(jì)步驟和過程與仿真 3 3.1 脈沖形成電路.3 3.2 控制電路.43.3 計(jì)數(shù)器電路 .7 3.4 顯示器模塊.103.5 蜂鳴器模塊.103.5 結(jié)果分析.114 結(jié)論.12 4.1設(shè)

2、計(jì)過程中遇到的困難及解決辦法12 4.2結(jié)論 .12 參考文獻(xiàn).12 附錄13附錄A 象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器電路圖 13附錄B 象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器元器件清單 141 實(shí)習(xí)目的、內(nèi)容和要求1.1 實(shí)習(xí)目的 跳棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器是一種廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外各類快棋賽事的計(jì)時(shí)器件。它操作簡(jiǎn)單但功能齊全，能精確地實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)。因此，跳棋快棋電子裁判計(jì)時(shí)器是公正、公平地判處棋手勝負(fù)必不可少的設(shè)備。而本次制作的便是按照比賽規(guī)則設(shè)計(jì)的跳棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器，可以成為判決參賽者勝負(fù)的電子裁判，保證比賽結(jié)果的正確、公平、公正，減少由于人為因素而導(dǎo)致的誤判、誤罰。1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 象棋快棋賽規(guī)則是，紅、黑雙

3、方對(duì)奕時(shí)間累計(jì)均為三分鐘，超時(shí)判負(fù)。1.3實(shí)習(xí)要求 1、基本部分（1）甲乙對(duì)奕方的計(jì)時(shí)器共用一個(gè)秒時(shí)鐘，雙方均用3位數(shù)碼管顯示，預(yù)定的初值均為三分鐘，采用倒計(jì)時(shí)方式，通過按扭啟動(dòng)，由本方控制對(duì)方，比如甲方走完一步棋后必須按一次甲方的按鍵，該按鍵啟動(dòng)乙方倒計(jì)時(shí)。同理，乙方走完一步棋后必須按一次乙方的按鍵，該按鍵啟動(dòng)甲方倒計(jì)時(shí)。（2）超時(shí)能發(fā)出聲音，報(bào)警判負(fù)。 2、發(fā)揮部分（1）累計(jì)時(shí)間設(shè)置可以改變（比如，還可以設(shè)定為5分鐘）（2）工藝結(jié)構(gòu)精致，具有一定的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用價(jià)值；2 設(shè)計(jì)原理及軟件簡(jiǎn)介2.1 設(shè)計(jì)原理秒脈沖計(jì)數(shù)器譯碼器數(shù)碼顯示器計(jì)數(shù)器譯碼器數(shù)碼顯示器控制器紅方黑方象棋快棋賽電子裁判計(jì)時(shí)器框圖

4、 圖一2.2 各設(shè)計(jì)模塊 2.2.1控制模塊 控制模塊應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)基本功能功能。第一，控制計(jì)時(shí)器的啟動(dòng)、停止與復(fù)位。第二，實(shí)現(xiàn)甲乙雙方交替啟動(dòng)對(duì)方計(jì)時(shí)器、暫停本方計(jì)時(shí)器的功能?？刂菩盘?hào)可通過按鍵輸入。 2.2.2計(jì)時(shí)模塊 計(jì)時(shí)器的作用是在秒脈沖的作用下對(duì)甲乙雙方的時(shí)間進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，采用減秒的方式。同時(shí)可受控制模塊的控制。由于甲乙雙方獨(dú)立計(jì)時(shí)，因此，計(jì)時(shí)模塊應(yīng)分為兩個(gè)完全相同的獨(dú)立模塊。 2.2.3 顯示模塊 選擇自帶譯碼功能的數(shù)碼管顯示器，可以自行將4位2進(jìn)制代碼進(jìn)行譯碼顯示。 2.2.4報(bào)警模塊 報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)甲乙雙方任一方的時(shí)間用完，即計(jì)時(shí)器減到零時(shí)，蜂鳴器立刻發(fā)出響聲。3 設(shè)計(jì)步驟和過程于仿

5、真3.1 脈沖形成電路 圖2多諧振蕩器電路圖 由555形成的多諧震蕩器作為脈沖形成電路。記脈沖周期為1S. (ln20.7) （3-1） 所以 由公式可以得到其R1為43千歐 ，R2為50千歐 ，C1為 10納法 ，C2為 10000納法 。3.2控制電路 圖3控制電路圖由一個(gè)74LS153和一個(gè)74LS253鎖存器芯片構(gòu)成，當(dāng)甲按下按鍵時(shí)，經(jīng)過鎖存器的作用后輸出的信號(hào)作為數(shù)據(jù)選擇器的輸入端，從而1號(hào)輸出端無輸出脈沖，從而甲計(jì)時(shí)器的74LS192芯片無法計(jì)數(shù)，而2號(hào)輸出端輸出脈沖，從而乙計(jì)時(shí)器的74LS192芯片開始計(jì)數(shù)。當(dāng)乙鍵按下時(shí)，由于鎖存器清零，所以輸出端的信號(hào)改變，從而選擇器的輸出結(jié)果

6、改變，變?yōu)榧组_始計(jì)數(shù)，而乙停止計(jì)時(shí)。以下是74LS153和74LS253的資料。 圖474LS153數(shù)據(jù)選擇器 1G、2G為兩個(gè)獨(dú)立的使能端；B、A為公用的地址輸入端；1C01C3和2C02C3分別為兩個(gè)4選1數(shù)據(jù)選擇器的數(shù)據(jù)輸入端；Y1、Y2為兩個(gè)輸出端。 當(dāng)使能端1G（2G）1時(shí)，多路開關(guān)被禁止，無輸出，Y0。 當(dāng)使能端1G（2G）0時(shí)，多路開關(guān)正常工作，根據(jù)地址碼B、A的狀態(tài)，將相應(yīng)的數(shù)據(jù)C0C3送到輸出端Y。B A00 則選擇CO數(shù)據(jù)到輸出端，即YC0。B A01 則選擇C1數(shù)據(jù)到輸出端，即YC1，其余類推。其功能表如下：表174LS153功能表選擇輸入數(shù)據(jù)輸出選通輸入輸出BAC0C1

7、C2C3GYLLL×××LL××××××HLLLH×××LHLH×L××LLLH×H××LHHL××L×LLHL××H×LHHH×××LLLHH×××HLH 圖574LS273鎖存器 74LS273是8位數(shù)據(jù)/地址鎖存器，他是一種帶清除功能的8D觸發(fā)器 1腳是復(fù)位CLR,低電平有效,當(dāng)1腳是低電平時(shí)

8、,輸出腳2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部輸出0,即全部復(fù)位。 當(dāng)1腳為高電平時(shí),11(CLK)腳是鎖存控制端,并且是上升沿觸發(fā)鎖存,當(dāng)11腳有一個(gè)上升沿,立即鎖存輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的電平狀態(tài),并且立即呈現(xiàn)在在輸出腳2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)上.第一腳WR：主清除端，低電平觸發(fā)，即當(dāng)為低電平時(shí)，芯片被清除，輸出全為0（低電平）；CP（CLK）：觸發(fā)端，上升沿觸發(fā)，即當(dāng)CP從低到高電平時(shí)，D0D7的數(shù)據(jù)通過芯片，為0時(shí)將數(shù)據(jù)

9、鎖存，D0D7的數(shù)據(jù)不變。3.3計(jì)數(shù)器電路 圖674LS192計(jì)數(shù)器電路由三個(gè)74LS192芯片構(gòu)成的十進(jìn)制減法計(jì)數(shù)器作為計(jì)數(shù)器電路。最低位芯片的DN端接脈沖發(fā)生器，而借位端作為中位的脈沖發(fā)生端，而中位的借位端作為高位的脈沖發(fā)生端。以下為74LS192的原理。 圖774LS192芯片圖中PL為置數(shù)端,CPU為加計(jì)數(shù)端，CPD為減計(jì)數(shù)端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器置數(shù)輸入端， Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端，TCU為非同步進(jìn)位輸出端，TCD為非同步借位輸出端，MR為清除端。表274LS192功能表       

10、0;      輸入     輸出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q0 1 × × ×××××0000 0 0 × ×dcbadcba 0 1  1××××    加計(jì)數(shù) 0 1 1 

11、15;×××    減計(jì)數(shù) 3.4 顯示器模塊由含有譯碼器的顯示器構(gòu)成，自身可以譯碼4位2進(jìn)制數(shù)。 圖8晶體管顯示器3.5 蜂鳴器模塊由蜂鳴器、三極管、與門、或門、非門、鎖存器構(gòu)成。當(dāng)計(jì)時(shí)器的三個(gè)借位輸出端均產(chǎn)生低電平時(shí)，由非門轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑?jīng)過與門處理后產(chǎn)生一個(gè)高位脈沖，由鎖存器持續(xù)輸出一個(gè)高電平信號(hào)，從而使蜂鳴器發(fā)出響聲。只有當(dāng)手動(dòng)按下停止按鍵時(shí)，蜂鳴器才會(huì)停止發(fā)出響聲。 圖9蜂鳴器電路圖3.5 結(jié)果分析 經(jīng)過仿真，可以得到該計(jì)時(shí)器從180秒開始倒計(jì)時(shí)，當(dāng)按下甲方開關(guān)則甲方的計(jì)數(shù)器重置為180秒，而乙方的計(jì)數(shù)器從180秒開始倒計(jì)時(shí)

12、，當(dāng)按下乙方的開關(guān)時(shí)，則乙方的計(jì)數(shù)器重置而甲方的計(jì)數(shù)器從180秒開始倒計(jì)時(shí)。經(jīng)過多次的實(shí)驗(yàn)分析，其結(jié)果跟預(yù)計(jì)的結(jié)果相同，并且可以通過改變開關(guān)的打開和閉合，改變顯示器的初值。 圖10甲表計(jì)時(shí) 圖11乙表計(jì)時(shí)4 結(jié)論4.1在設(shè)計(jì)過程中遇到的問題 在設(shè)計(jì)過程中，遇到的主要問題便就是在控制器部分，試過很多的方法，但都有所缺陷，缺陷在于點(diǎn)擊脈沖按鍵后，無法產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的脈沖信號(hào)，而忽然想到鎖存器時(shí)，其問題便迎刃而解了。第二個(gè)問題便在于顯示器了，開始的時(shí)候，因?yàn)椴恢篮凶g碼器的顯示晶體管，從而使電路變得復(fù)雜化，而在使用proteus軟件時(shí)，發(fā)現(xiàn)顯示晶體管自帶譯碼器，從而大大地減少了電路的成本和復(fù)雜化。4.2結(jié)論 在本次的制作之中，讓我充分地了解到了自己的不足之處，完善了許多我不知道的知識(shí)，并且將自己學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的生產(chǎn)制作當(dāng)中，我認(rèn)為這是我巨大的突破，在這幾天的奮戰(zhàn)當(dāng)中，將數(shù)電當(dāng)中許多的芯片的功能與原理全部都溫習(xí)了一遍，加深了對(duì)知識(shí)的掌握。并且在制作當(dāng)中，每當(dāng)遇到難關(guān)時(shí)，便獨(dú)自靜靜地思考，在自己的思索當(dāng)中，感到了自己在提高，自己所學(xué)的知識(shí)在漸漸地融會(huì)貫通，因此此次的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)是十分有意義的，對(duì)自己所學(xué)的知識(shí)是一個(gè)全方面的考驗(yàn)吧。參考文獻(xiàn) 1. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 高教出版社 童詩(shī)白主編 2. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 高教出版社 閻石主編 3. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)電子電路實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì)