按鍵拔河游戲機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、word1、 概述本設(shè)計(jì)是一個(gè)按鍵拔河游戲機(jī)，基于根本邏輯電路顯示，其中有兩個(gè)按鈕式開(kāi)關(guān)，分別代表參與比賽的兩組選手，用按鍵的快慢代表各方選手使勁兒大小，另外還有九個(gè)發(fā)光二極管，用點(diǎn)亮的發(fā)光二極管的移動(dòng)代表繩子的移動(dòng)。當(dāng)繩子移動(dòng)到最后一個(gè)時(shí)，即一方勝出時(shí)，鎖定按鍵的同時(shí)勝出的一方對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管顯示的計(jì)數(shù)值為1，直到復(fù)位鍵按下之前方可進(jìn)行下一局比賽。本設(shè)計(jì)意在提高學(xué)生課余生活趣味性，并根據(jù)自己所學(xué)知識(shí)自自主設(shè)計(jì)電路。本電路主要圍繞74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)。2、 方案設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)思路：要用排成一排的九個(gè)LED燈代表繩子，那么九個(gè)LED燈中要有一個(gè)與其他的六個(gè)不一樣，用點(diǎn)亮來(lái)表示該燈，那么LED燈應(yīng)與4

2、514BD四十六譯碼器的輸出相連。 繩子移動(dòng)，即LED燈的移動(dòng)點(diǎn)亮問(wèn)題，可以看出四十六譯碼器輸入接的是一個(gè)計(jì)數(shù)器。雙方拔河時(shí)，以按鍵的快慢來(lái)使燈的點(diǎn)亮左右移動(dòng)，可以看出一方的按鍵進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，一方的按鍵進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。所設(shè)計(jì)的方案原理框圖如圖1所示 取 勝 顯 示 取勝 計(jì)數(shù) 器 復(fù) 位 譯 碼 器中心線顯示 可逆計(jì)數(shù)器 控制電路 選 擇 開(kāi) 關(guān) 按 鍵 A B圖1 拔河游戲機(jī)電路的原理框圖三、電路設(shè)計(jì)1.直流穩(wěn)壓電源電路220v50Hz的交流電先經(jīng)過(guò)變壓器降壓，然后通過(guò)全波整流橋整流，經(jīng)過(guò)濾波電容后變成脈動(dòng)較小的信號(hào)，再利用穩(wěn)壓芯片穩(wěn)定輸出5V電壓。 直流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)如圖2所示。

3、圖2 直流穩(wěn)壓電源原理圖2. 計(jì)數(shù)電路 這個(gè)局部為本設(shè)計(jì)的核心局部，本設(shè)計(jì)采用了74LS192D計(jì)數(shù)器，首先設(shè)置芯片工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)，up端和down端分別接兩個(gè)按鍵。將預(yù)置數(shù)端接低電平顯示中線，并接入開(kāi)關(guān)控制復(fù)位。當(dāng)預(yù)置數(shù)端接高電平，游戲開(kāi)始。其電路圖如圖3所示。圖3 74LS192D引腳接法圖3. 復(fù)位電路 當(dāng)4514BD的輸出端的8口輸出為高時(shí)，通過(guò)或非門(mén)為高，在通過(guò)非門(mén)那么變?yōu)榈?。故同非門(mén)相連的與門(mén)有一腳為低那么輸入始終為低，所以無(wú)論此時(shí)怎么給脈沖，LED燈都不會(huì)再移動(dòng)。只有通過(guò)復(fù)位鍵才能使電路重新開(kāi)始行使功能。復(fù)位電路如圖4所示圖4 復(fù)位電路原理框圖4. 譯碼電路 由4線16線譯碼器C

4、C4514構(gòu)成。譯碼器的輸出Y0Y15接LED燈，正端接譯碼器。這樣，當(dāng)輸出為高電平時(shí)燈亮。譯碼電路如圖5所示.圖5 譯碼電路原理框圖5. 勝負(fù)顯示電路由計(jì)數(shù)器CC4518和七段數(shù)碼管構(gòu)成。將雙方終端指示燈正極經(jīng)與非門(mén)輸出后分別接到2個(gè)CC4518計(jì)數(shù)器的EN端，CC4518的兩組4位BCD碼分別接到7位共陰數(shù)碼管上。當(dāng)一方取勝時(shí)，該方終端指示燈發(fā)亮，產(chǎn)生一個(gè)上升沿，使相應(yīng)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行加一計(jì)數(shù)，于是就得到了雙方取勝次數(shù)的顯示。其電路如圖6所示圖6 勝負(fù)顯示原理框圖四、性能的測(cè)試：1.直流穩(wěn)壓電源的測(cè)試 在電路中接入示波器和電壓表，按照設(shè)計(jì)會(huì)將220V交流電壓轉(zhuǎn)換成5V直流電壓。測(cè)試電路如圖7所

5、示，測(cè)試結(jié)果如圖8、圖9、圖10所示。圖7 交直流轉(zhuǎn)換電路測(cè)試電路圖8 經(jīng)過(guò)變壓器測(cè)試圖9 經(jīng)過(guò)整流橋后測(cè)試電路圖10 經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓芯片后測(cè)試2. 獲勝方顯示電路測(cè)試按照設(shè)計(jì)，獲勝方會(huì)顯示1，未獲勝方顯示0。測(cè)試結(jié)果如圖11所示。圖11 獲勝方顯示電路測(cè)試3. 整體電路測(cè)試由于電路各局部不易測(cè)試，必須整體測(cè)試，故在本報(bào)告中沒(méi)有過(guò)于分開(kāi)測(cè)試。電路整體性能測(cè)試如圖12所示。當(dāng)一方優(yōu)先摁到自己的一方時(shí)，顯示出勝者，而且led燈顯示總過(guò)程。 1如圖12所示，即為A方獲勝所顯示的電路，且比分顯示為1:0。此時(shí)A方已經(jīng)獲勝，無(wú)論雙方再按鍵，電路均不會(huì)做出反響。圖12 A方獲勝顯示電路 2如圖13所示，即為電路

6、的復(fù)位顯示。在A 方獲勝之后通過(guò)復(fù)位鍵即空格鍵到達(dá)電路復(fù)位。復(fù)位之后電路可以再一次進(jìn)行拔河游戲的進(jìn)行。圖13 復(fù)位電路的測(cè)試電路 3如圖14所示，即為B方獲勝所顯示的電路。且比分顯示為0:1。此時(shí)B方已經(jīng)獲勝，無(wú)論雙方再按鍵，電路均不會(huì)做出反響。圖14 B方獲勝顯示電路 經(jīng)測(cè)試結(jié)果顯示，本設(shè)計(jì)電路完全符合涉及要求。5、 結(jié)論 這就是本次課程設(shè)計(jì)的拔河游戲機(jī)。所設(shè)計(jì)的拔河游戲機(jī)主體大致是由9個(gè)LED發(fā)光二極管組成“電子繩，由可逆計(jì)數(shù)器74LS192構(gòu)成編碼電路，由譯碼器CC4514構(gòu)成譯碼器電路，由計(jì)數(shù)器CC4518作為勝負(fù)的顯示。還有就是電路的主體局部還可以用移位存放器所代替。此外，對(duì)于按鍵整

7、形電路依舊可以繼續(xù)改性，以提高按鍵響應(yīng)速度以及計(jì)數(shù)器反響速度。在大量的屢次的修改和調(diào)試的過(guò)程中，以上已是一個(gè)根本滿足要求的設(shè)計(jì)電路。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由于技術(shù)水平有限，此電路還不夠盡善盡美。開(kāi)關(guān)都是一一設(shè)置的，還不夠人性化，計(jì)數(shù)反響比擬緩慢。因平時(shí)對(duì)Multisim軟件不夠熟，在一些設(shè)置上還存在一些小問(wèn)題。這些還需要一段時(shí)間的進(jìn)一步改良。6、 性價(jià)比按照設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單，節(jié)省資金。所以本設(shè)計(jì)圍繞74ls192展開(kāi)設(shè)計(jì)，其中用到的各門(mén)電路，都價(jià)格低廉，性能優(yōu)越。數(shù)碼管也十分常見(jiàn)，價(jià)格低廉。在滿足設(shè)計(jì)的根底上，本設(shè)計(jì)完全符合要求，而且，經(jīng)測(cè)試，效果較為理想。綜合評(píng)價(jià)，性價(jià)比擬高。在實(shí)用方

8、面，能夠完成預(yù)期的要求，并且在實(shí)際生活中也可以很好的利用。7、 課設(shè)體會(huì)及合理化建議7.1心得體會(huì)通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)我不僅運(yùn)用了在課堂上老師所教給的知識(shí)而且還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充了一些我還不知道的知識(shí)，比方4511芯片的管腳有兩個(gè)需要強(qiáng)制接高電平才能使其正常工作。通過(guò)自己的動(dòng)手能力做出實(shí)驗(yàn)的仿真電路更加鍛煉了自己的動(dòng)手能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的很多的缺乏，這樣的只是如果不通過(guò)實(shí)際仿真應(yīng)用，單單憑借書(shū)本，是永遠(yuǎn)不會(huì)知道的。經(jīng)常對(duì)著屏幕，一個(gè)管腳一個(gè)管腳的對(duì)照，邏輯功一點(diǎn)一點(diǎn)的運(yùn)算。查閱了很多芯片包括很多

9、用不到的芯片。可以說(shuō)無(wú)用功甚至比實(shí)際的努力還要多。但是我從中學(xué)到了很多芯片知識(shí)，甚至可以用替換的芯片完成我需要的功能。而且我還學(xué)到了一些小竅門(mén)，如發(fā)光二極管、原本是應(yīng)該用到9個(gè)單獨(dú)的二極管，通過(guò)在仿真軟件Multisim中查找最后找到了一個(gè)十個(gè)二極管集中在一起的LED數(shù)碼管，這極大地提高了仿真實(shí)驗(yàn)中隊(duì)元器件的利用率。并且，在這兩周的課設(shè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間里我也尋求了同學(xué)的幫助。畢竟一個(gè)人的力量是有限的，集眾人之所長(zhǎng)以彌補(bǔ)個(gè)人的短處也是一個(gè)很不錯(cuò)的選擇。7.2合理化建議：課設(shè)實(shí)驗(yàn)確實(shí)對(duì)提高學(xué)生個(gè)人動(dòng)手能力有極大的幫助，但更應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生與老師之間關(guān)于課設(shè)實(shí)驗(yàn)的溝通。并且，課設(shè)畢竟只是做的仿真實(shí)驗(yàn)。并未對(duì)實(shí)體

10、元器件有太多的認(rèn)知，故應(yīng)該增加一些對(duì)于實(shí)物器件的動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)。參考文獻(xiàn) 1 高桔祥編. 點(diǎn)子技術(shù)根底 實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì). M北京：電子工業(yè)出版社，2006 年2 方建中編. 電子線路實(shí)驗(yàn)第二版. M浙江：浙江大學(xué)出版社，2005年3 彭軍譯編. 數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作 .M北京：科學(xué)出版社，2005年4 康華光編. 電子技術(shù)根底.M北京：高等教育出版社，2002年5 彭芥華編. 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo). M北京：高等教育出版社，2003年附錄I 總電路圖附錄II 元器件清單序號(hào)編號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1U1 譯碼器4514BD12U2可逆計(jì)數(shù)器74LS192D13U3穩(wěn)壓芯片LM780514U4或門(mén)15U5非門(mén)16U6、U7與門(mén)27T1變壓器TS_AUDIO_