數(shù)電電子拔河游戲機報告

課題：電子拔河游戲機學校:系別：電子工程系班級：姓名：組員：學號：指導老師：目錄一．設計任務分析……………………1二．拔河游戲機的總體方案設計…………………22．1設計思路………22．2電路原理圖……………………22．3電路工作原理…………………32．4各單元電路的設計……………4三．元器件的使用……………………6四．電路仿真結果……………………7五．總結…………………75.1實驗評價………75.2心得體會………7參考文獻…………………8附錄………………………9設計任務分析電子拔河游戲機功能描述：1整體描述：電子拔河游戲機是一種能容納甲乙雙方參賽或甲乙雙方加裁判的三人游戲電路。由一排16個LED發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過按鈕開關使發(fā)光的LED管向自己一方的終點延伸，當延伸到某方的最后一LED管時，那么該方獲勝，并對獲勝次數(shù)進行計數(shù)，連續(xù)比賽多局以定勝負。用鍵盤上的A鍵和Z鍵表示開關按鈕。用鍵盤上的S鍵賴代替清零信號，每次比賽前都要進行清零，并使按鈕開關復位。2、比賽開始，由裁判下達比賽命令后〔，用空格鍵代表裁判信號，摁一下空格鍵〕，甲乙雙方才能輸入信號，否那么，由于電路具有自鎖功能，使輸入信號無效。裁判信號由鍵盤空格鍵來控制。3“電子繩”由16個LED管構成，裁判下達“開始比賽”的命令后，摁一下空格鍵，位于“電子繩”中點的LED發(fā)亮。甲乙雙方通過按鍵輸入信號，用鍵盤上的數(shù)字鍵A鍵Z鍵來模擬，摁一下A向左移動，摁一下Z鍵向右移動。使發(fā)亮的LED管向自己一方移動，并阻止其向對方延伸，誰摁得快就向這一方移動。當從中點至自己一方的最后一個LED管發(fā)亮時，表示比賽結束，這時，電路自鎖，保持當前狀態(tài)不變，除非由裁判使電路復位，并對獲勝的一方計數(shù)器自動加一。4記分電路用兩位七段數(shù)碼管分別對雙方得分進行累計，在每次比賽結束時電路自動加分。5、雙方得分計數(shù)器的清零信號由鍵盤上的數(shù)字鍵2，3鍵來實現(xiàn)。當比賽結束時，計數(shù)器清零，為下一次比賽做好準備。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(shù)器作主要器件，用計數(shù)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(shù)器進行加法計數(shù)時，發(fā)亮的電平指示燈向甲方延伸，相反，進行減法計數(shù)時，發(fā)亮的電平指示燈向相反方向移動。當移動到一方的終點就就把電路鎖定，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(shù)器就記錄雙方的獲勝的次數(shù)?？傮w方案設計2．1設計思路：(1)本課題所設計的拔河游戲機由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,使加家減脈沖無效。同時，使計分電路自動加分。(3)控制電路局部應能控制由振蕩器產生的脈沖信號進入計數(shù)器的加減脈沖的輸入端，其進入方向那么由參賽雙方的按鍵信號決定。2．2電路原理圖：圖一，圖二分別為拔河游戲機的電路框圖、整機邏輯圖。2．3電路工作原理：可逆計數(shù)器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進制數(shù)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計數(shù)器上，可逆計數(shù)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(shù)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(shù)器計數(shù)。這樣，計數(shù)器的輸出即顯示了勝者取勝的盤數(shù)。2．4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(shù)器74LS193構成，它有2個輸入端，4個輸出端，能進行加／減計數(shù)。通過編碼器來控制電平指示燈的顯示，加計數(shù)時向右移動，進行減計數(shù)時，向相反方向移動。電路圖如下：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(shù)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(shù)時，減法輸入端CPD必須接高電平；進行減法計數(shù)時，加法輸入端CPU也必須接高電平，假設直接由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(shù)輸入時另一計數(shù)輸入端為低電平，使計數(shù)器不能計數(shù)，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(shù)時另一計數(shù)輸入為低電平的可能性，從而使每按一次鍵都有可能進行有效的計數(shù)。電路圖如下列圖所示：3.譯碼電路：由4線－16線譯碼器CC4514構成。譯碼器的輸出Y0～Y15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(shù)時，亮點向右移，進行減法計數(shù)時，亮點向左移。電路圖如下列圖所示：4.控制電路：LD由異或門74LS86和與非門74LS00構成，其作用是指示出誰勝誰負。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”，而另一方那么為“0”，異或門輸出為“1”，經與非門產生低電平“0”，再送到74LS193計數(shù)器的置數(shù)端,于是計數(shù)器停止計數(shù)，處于預置狀態(tài)，由于計數(shù)器數(shù)據(jù)端D0、D1、D2、D3和輸出Q0、Q1、Q2LD5.勝負顯示：由計數(shù)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(shù)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(shù)器進行加一計數(shù)，于是就得到了雙方取勝次數(shù)的顯示，假設1位數(shù)不夠，那么進行2位數(shù)的級連。電路圖如下：6.復位控制：74LS193的清零端CR接一個電平開關，作為一個開關控制，進行屢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(shù)器使其重新計數(shù)。其中CC4518功能表下表所示：輸入輸出功能時鐘CP清零RD使能EN×1×全部為0↑01加計數(shù)00↓↓0×保持×0↑↑0010↓元器件的使用及其引角圖：3．1元器件的選用：CC45144線—16線譯碼器1片CC4518雙同步十進制計數(shù)器1片74LS193同步二進制可逆計數(shù)器1片74LS00四2輸入與非門2片74LS02四2輸入或非門1片CC4511七段數(shù)碼管的譯碼芯片2片電阻：1KΩ4個電阻：200Ω29個(各原器件的引角圖見附錄)電路仿真結果：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(shù)器74LS193構成編碼電路，由譯碼器CC4514構成譯碼器電路，由計數(shù)器CC4518作為勝負的顯示。但不難想象，73LS193可以由兩片的74LS192組成16進制計數(shù)器所代替，這一點是可以改良的。還有就是電路的主體局部還可以用移位存放器所代替，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.回憶起此次拔河游戲機課程設計，至今我仍感慨頗多，確實，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的東西，同時不僅可以穩(wěn)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)了自己的很多的缺乏，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，比方說觸發(fā)器的運用還是不怎么熟識，對73LS193計數(shù)器的邏輯功能還是不怎么了解,……看到了自己根底知識還是不夠扎實，實踐經驗還是比擬缺乏，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，可是也消耗了我們不少的心血。無論如何，就當它是一次數(shù)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等著你。挫折是一份財富，經歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我大學旅途上一個非常美好的回憶！參考文獻：1、《電子技術根底實驗與課程設計》高桔祥主編電子工業(yè)出版社2、《電子線路實驗》(第二版)方建中主編浙江大學出版社3、《數(shù)字電路設計與制作》