數(shù)字電路綜合設(shè)計(jì)-拔河游戲機(jī)電路設(shè)計(jì)

1、2008年12月26日 星期五 23:45數(shù)字電路綜合設(shè)計(jì) 組員：xxx               xxx 學(xué)號：xxxxx xxxxx拔河游戲機(jī)電路設(shè)計(jì) 一、 設(shè)計(jì)要求： 1)、任務(wù)： 用數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)一個(gè)拔河游戲機(jī) 2)、基本要求： 1能通過輸出信號快慢使LED左右閃； 2電路具有清理裁判功能和自鎖功能 ； 3電路開始后只有中間一個(gè)點(diǎn)亮     。3)、發(fā)揮部分 1電路具有勝利音樂功能； 2電路具有統(tǒng)計(jì)勝利功

2、能；一、實(shí)驗(yàn)電路    1、 實(shí)驗(yàn)電路框圖如圖1所示。             圖1 拔河游戲機(jī)線路框圖2、 整機(jī)電路圖 拔河游戲機(jī)原理圖3二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及元器件1. 5V直流電源        2. 邏輯電平開關(guān)3. 74LS154（實(shí)際電路由74LS138x2代替）   4線16線譯碼分配器 a) 74LS192 同步遞增遞減 BCD計(jì)數(shù)器 b) CD40

3、71 與門      74LS00×3 與非門 c) CD4030   異或門 d) 電阻 1K×4三、設(shè)計(jì)整體說明1. 圖3為拔河游戲機(jī)整機(jī)線路圖。2. 可逆計(jì)數(shù)器74LS138x2原始狀態(tài)輸出4位二進(jìn)制數(shù)0000，經(jīng)譯碼器輸出使中間的一只發(fā)光二極管點(diǎn)亮。當(dāng)按動A、B兩個(gè)按鍵時(shí)，分別產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號，經(jīng)整形后分別加到可逆計(jì)數(shù)器上，可逆計(jì)數(shù)器輸出的代碼經(jīng)譯碼器譯碼后驅(qū)動發(fā)光二極管點(diǎn)亮并產(chǎn)生位移，當(dāng)亮點(diǎn)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(fù)位鍵，亮點(diǎn)又回到中

4、點(diǎn)位置，比賽又可重新開始。四、設(shè)計(jì)方案步驟：1. 編碼電路：由雙時(shí)鐘BCD同步可逆計(jì)數(shù)器74LS192構(gòu)成，它有2個(gè)輸入端，4個(gè)輸出端，能進(jìn)行加減計(jì)數(shù)2. 整形電路：由與門CD4071和與非門74LS00構(gòu)成。因74LS192是可逆計(jì)數(shù)器，控制加減的CP脈沖分別加至5腳和4腳，此時(shí)當(dāng)電路要求進(jìn)行加法計(jì)數(shù)時(shí)，減法輸入端CPD必須接高電平；進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí)，加法輸入端CPU也必須接高電平，若直接由A、B鍵產(chǎn)生的脈沖加到5腳或4腳，就有很多時(shí)機(jī)在進(jìn)行計(jì)數(shù)輸入時(shí)另一計(jì)數(shù)輸入端為低電平，使計(jì)數(shù)器不能計(jì)數(shù)，雙方按鍵均失去作用，拔河比賽不能正常進(jìn)行。加一整形電路，使A、B二鍵出來的脈沖經(jīng)整形后變?yōu)橐粋€(gè)占空比很

5、大的脈沖，這就減少了進(jìn)行某一計(jì)數(shù)時(shí)另一計(jì)數(shù)輸入為低電平的可能性，從而使每按一次鍵都有可能進(jìn)行有效 的計(jì)數(shù)。圖3為整形電路圖整形電路時(shí)鐘脈沖信號輸出的波形圖3. 譯碼電路4. 選用（因?yàn)槠鞑脑颍┯?4LS138x2組成4-16線譯碼器代替416線74LS154譯碼器。譯碼器的輸出Q0Q14 分接15個(gè)（或9個(gè)）個(gè)發(fā)光二極管，二極管的正端接地，而負(fù)端接譯碼器；這樣，當(dāng)輸出為高電平時(shí)發(fā)光二極管點(diǎn)亮。如下圖474LS138x2組成的4-16線譯碼器 圖45. 比賽準(zhǔn)備，譯碼器輸入為0000，Q0 輸出為"1"，中心處二極管首先點(diǎn)亮，當(dāng)編碼器進(jìn)行加法計(jì)數(shù)時(shí)，亮點(diǎn)向右移，進(jìn)行減法計(jì)數(shù)

6、時(shí)，亮點(diǎn)向左移。6. 4、勝負(fù)控制電路：7. 由或非門74LS00構(gòu)成，其作用是指示出誰勝誰負(fù)。當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方的終端時(shí)，判該方為勝，此時(shí)雙方的按鍵均宣告無效。將雙方終端指示燈的正接至或非門的2個(gè)輸入端，當(dāng)獲勝一方為"1"，而另一方則為"0"，或非門輸出為"0"，再送到74LS193計(jì)數(shù)器的置數(shù)端 ，于是計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，處于預(yù)置狀態(tài)，由于計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)端D0、D1、D2、D3和輸出Q0、Q1、Q2、Q3對應(yīng)相連，輸入也就是輸出，從而使計(jì)數(shù)器對脈沖不起作用。五、制作過程1. 根據(jù)所選擇的電路方案用multisim10 設(shè)計(jì)電路的原理圖。2

7、. 仿真：根據(jù)原理圖以及整機(jī)電路圖，對應(yīng)仿真鏈接，檢查無誤后進(jìn)行仿真測試。3. 布線：就檢查錯(cuò)誤，把元件的位置按照實(shí)際的需要及美觀來擺放。布線，會有部分的交叉線，然后就手動調(diào)整，直到最合理的布線，通過截切版圖出來。4. 印刷：這些工作后，就把版圖打印到轉(zhuǎn)印紙上。根據(jù)打印好的印紙進(jìn)行焊接布線準(zhǔn)備。5. 焊接：根據(jù)原理圖和版圖上元件的擺放，把元件一一對應(yīng)焊接到板子上去。需要跳線的就用導(dǎo)線接起來。6. 檢查。根據(jù)原理圖和版圖，來檢查元件有沒有擺錯(cuò)位置，檢查有沒有虛焊的地方。六、調(diào) 試。1. 檢查電路的完整性和正確性，確保沒有交叉短路和斷路的線。2. 在電源的接入端接+5V電源。3. 開機(jī)后看看是否只

8、有在拔河繩子中間的發(fā)光二極管亮。4. 接著按兩個(gè)按鈕看看發(fā)光二極管的發(fā)光順序，是不是和預(yù)想的要求一致。七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題：1. 設(shè)計(jì)過程進(jìn)行仿真過程中有很多集成芯片無法跟實(shí)際應(yīng)用中得到的一樣，只能通過等效代換集成芯片進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。2. 實(shí)際焊接電路過程中要進(jìn)行多不電路焊接，如果一次性焊接很容易在細(xì)節(jié)方面出很多問題。具體分為：1、整形電路；2、譯碼電路；3、顯示電路；3. 整形電路制作過程中因?yàn)樾酒囊_連接的時(shí)候是使用74LS00和CD4071的芯片引腳焊接電路。開始時(shí)候利用CD4011和CD4071的芯片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，電路無法進(jìn)行正常工作。改換成74LS00和CD4071集成芯片，

9、在輸出CP脈沖為正常脈沖。4. 譯碼電路： 74LS192芯片是同步BCD十進(jìn)制譯碼器，輸出0000-1010！由74LS138x2組成的4-16線譯碼器輸出0000-1111，所以在拔河時(shí)候會出現(xiàn)LED全滅情況！5. 顯示電路：出現(xiàn)問題，LED發(fā)光無法通過CP加減脈沖信號使LED進(jìn)行有效的左右閃亮。右邊可以實(shí)現(xiàn)拔河原理，左邊的電路在手接觸CD4071的輸出懸空端口時(shí)候才能正常工作。解決問題：4、 把Y0-Y4接到布局圖右邊，Y9-Y6接到布局圖左邊，這樣進(jìn)行拔河就不會出現(xiàn)全滅情況。5、 因?yàn)镃MOS系列的引腳不能懸空，所以要相應(yīng)接高低電平。手接觸CD4071懸空引腳時(shí)相當(dāng)于接高點(diǎn)評。通常，C

10、OMS系列與門和與非門懸空引腳接高電平，COMS系列或門和或非門懸空引腳接高電平！總結(jié)：整個(gè)設(shè)計(jì)過程包括，選擇電路，選擇器材，仿真，實(shí)際焊接，測試以及調(diào)試。幾個(gè)部分。通過實(shí)際操作讓自己更加深刻了解到，要做好一個(gè)設(shè)計(jì)電路一定要對所要設(shè)計(jì)電路的原理了解才能通過原理附以實(shí)踐，讓自己加深自己的理論認(rèn)識以及感性認(rèn)識。從其中自己對計(jì)數(shù)器的原理完全掌握，完全可以通過理論把設(shè)計(jì)課題加以完美。不問收獲，但問耕耘！天道酬勤！八、 參考資料： 1 數(shù)字電路入門科學(xué)出版社 日桂太郎 著 2數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作科學(xué)出版社 日湯山俊夫 著 3使用電路基礎(chǔ)機(jī)械工業(yè)出版社 王源 編 4電子線路實(shí)戰(zhàn)科學(xué)出版社 鐘誼 編 5 6

11、電子電路圖站 7    電子之城 8 電子愛好者 9 九、 其它設(shè)計(jì)方案： 方案一：會慶祝勝利的拔河游戲機(jī) 在日常生活中，每一次的勝利加上一些音樂作為背景，整個(gè)空間的氣氛會因?yàn)椴シ挪煌囊魳肥谷说男那槎际遣灰粯拥摹Ｋ栽诎l(fā)光LED的正極加上一個(gè)高電平輸出音樂芯片，當(dāng)?shù)竭_(dá)勝利的LED發(fā)光時(shí)候所有的輸入鎖住，音樂芯片開始播發(fā)音樂，那將是如何的一種場面呢？ 方案二：輸入脈沖信號源可以通過觸發(fā)器替換RS的輸入脈沖信號，再加上與門就可以完成一個(gè)整形電路?？梢怨?jié)省很多材料！十、設(shè)計(jì)成品圖上一篇>>  設(shè)計(jì)課題（拔河游戲）   

12、; 下一篇>>  很久沒有來空間了！類別：默認(rèn)分類 | | 添加到搜藏 | 分享到i 貼吧 | 瀏覽(38936) | 評論 (11) 網(wǎng)友評論· 回復(fù)1遺失的角2009-01-31 12:35做出來了？很好！頂！· 回復(fù)2wtoangel2009-02-21 23:02對??！覺得自己辛苦那么幾天是值得的。但是做完之后，自己覺得自己很笨，做了很多無用功。 A：其中把那些芯片的功能和引腳沒有了解好，其實(shí)也很難理解啊。 B：自己傻乎乎的在沒有了解芯片引腳時(shí)候直接按照課本的引腳和軟件的仿真引腳進(jìn)行實(shí)物仿真和軟件仿真。導(dǎo)

13、致失敗。 C：一個(gè)很嚴(yán)重的設(shè)計(jì)問題，一次性將所有的電路線路軟件仿真，運(yùn)行電源失敗；一次性在試驗(yàn)箱上面仿真，線路太多導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中間LED暗淡，其他亮，失敗無法查處原因（最后知道最終原因是忘記了74LS160的引腳是非門輸出，所以中間的LED剛好和原理圖的輸出中間LED發(fā)光相反）。 D：從C錯(cuò)誤知道應(yīng)該分部將原理圖分成多個(gè)部分各個(gè)組成測試無誤之后組合就可以完成。通過軟件仿真和軟件測試之后完成整個(gè)電路的工作。 E：從軟件成功到硬件的成功其中也走咯一些彎路。主要是萬能板布線太多導(dǎo)致有點(diǎn)混亂和選空間沒有全部注意到導(dǎo)致整個(gè)程序運(yùn)行出現(xiàn)不問題跳下個(gè)燈。經(jīng)過多次測試完成作品。· 回復(fù)3wtoangel

14、2009-02-21 23:05最后的老師的總結(jié)：有空多花時(shí)間去學(xué)習(xí)，如果真的要做好設(shè)計(jì)，大三時(shí)候用單片機(jī)設(shè)計(jì)更加好。聽的有點(diǎn)失落，作品交上去咯，自己卻不覺得興奮，合作伙伴也沒當(dāng)回事啊。悲哀。好想把作品拿回去珍藏啊，因?yàn)檫@樣本來大三才開的課程，個(gè)人大二下學(xué)期就開始接觸單片機(jī)和protel軟件，現(xiàn)在在努力中！因?yàn)樘嘞嚓P(guān)專業(yè)的應(yīng)用需要自己去學(xué)習(xí)也但是不知道如何找到重點(diǎn)！· 回復(fù)4左衡2009-06-13 01:56你太帥了，我愛你· 回復(fù)5wtoangel2009-06-13 21:32回復(fù)左衡：哈哈，一般一般。其實(shí)在控制電路的脈沖輸入信號可以改成防震抖動的電路輸入就行了。· 回復(fù)6owenluo2009-08-06 16:40請問，我單位需要這個(gè)電路設(shè)計(jì)，能否洽談一下。QQ23773898，謝謝！· 回復(fù)7zch01052009-11-02 11:01整形電路部分不清楚· 回復(fù)8