拔河游戲機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

西北工業(yè)大學(xué)學(xué)生(姓名):梁清學(xué)生(學(xué)號(hào)):2009300845學(xué)生(姓名):史伊朝我們?cè)O(shè)計(jì)的是一個(gè)用于模擬拔河游戲的電路，它是通過(guò)有限的實(shí)驗(yàn)器材來(lái)完成的。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，另外還有七個(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)值加1,直到復(fù)位鍵按下之后方可進(jìn)行下一局比賽。當(dāng)有一方達(dá)到了獲勝的條件，即獲勝的局?jǐn)?shù)為預(yù)置數(shù)的次數(shù)時(shí)，比賽結(jié)束，鎖定計(jì)數(shù)結(jié)果，鎖定選手按鍵，同時(shí)數(shù)碼管閃爍顯示，表示比賽結(jié)束的同時(shí)為勝利者喝彩。直到數(shù)碼管計(jì)數(shù)值清零，復(fù)位鍵按下之后，方可進(jìn)行下一場(chǎng)比賽(一場(chǎng)比賽可以有好多局)。1.課程設(shè)計(jì)目的 42.設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 43.方案設(shè)計(jì)與論證 54.單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 95.電路的安裝與調(diào)試 6.遇到問(wèn)題的解決方法 8.參考文獻(xiàn) 題目：簡(jiǎn)易拔河游戲機(jī)一、課程設(shè)計(jì)目的電子技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，加強(qiáng)工程訓(xùn)練，特別是技能的培養(yǎng)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的素質(zhì)和能力具有十分重要的作用.對(duì)于我們大學(xué)生，課程設(shè)計(jì)是一個(gè)重要通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)如下：1)鞏固和加深所學(xué)電子技術(shù)課程的基本知識(shí)，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能2)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選用參考書(shū)、查閱手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的能力，提高學(xué)生獨(dú)立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力步掌握單實(shí)用電路的工程設(shè)計(jì)方法.4)提高學(xué)生的動(dòng)手能力.掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)對(duì)簡(jiǎn)單實(shí)用電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和對(duì)整機(jī)指標(biāo)的測(cè)試方法，5)了解與課題有關(guān)的電路以及元器件的工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路固等.二)設(shè)計(jì)要求：1)用排成一排的七個(gè)LED燈表示繩子；2)用2個(gè)按鍵，分別為參賽的兩名選手；3)通過(guò)按動(dòng)按鍵的快慢表示選手拔河力量的大小；4)任何一方得勝后立即封鎖按鍵，同時(shí)獲勝方勝利局?jǐn)?shù)記錄值加1,直到復(fù)位按鍵按下后方可繼續(xù)進(jìn)行下一局比賽；5)可預(yù)置N局M勝制；顯示方式：2個(gè)一位十進(jìn)制數(shù)顯示；6)全場(chǎng)比賽結(jié)束后封鎖按鍵，然后LED燈移動(dòng)閃爍。個(gè)與其他的六個(gè)不一樣，用點(diǎn)亮來(lái)表示該燈，則LED燈應(yīng)與74LS138三——八譯繩子移動(dòng)，即LED燈的移動(dòng)點(diǎn)亮問(wèn)題，可以看出三個(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)行結(jié)束時(shí)，LED燈的閃爍，需要一個(gè)計(jì)數(shù)器接入74LS138的輸入端，計(jì)數(shù)器的cp信號(hào)有555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器提供。74LS138有兩路輸入信號(hào)，因此需要進(jìn)行選擇，所以還需要一個(gè)2選1數(shù)據(jù)選擇器來(lái)選擇究竟輸出哪一路信號(hào)。方案一：電路的主體部分，當(dāng)選手按鍵時(shí)，其中一個(gè)選手的按鍵進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，另一個(gè)選手的按鍵進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，七個(gè)LED燈分別接的74LS138的F、T、r、F、兩個(gè)選手控制的計(jì)數(shù)器的輸出，與比賽結(jié)束后控制的計(jì)數(shù)器的輸出，通過(guò)2選1數(shù)據(jù)選擇器74LS157輸出到74LS138的數(shù)據(jù)輸入端口。74LS138的輸出端Y?、Y?通過(guò)非門(mén)之后分別連到用于控制記錄選手獲勝局?jǐn)?shù)的計(jì)數(shù)器74LS161的cp脈沖輸入端口。r?、r?再連到選手所控制的計(jì)數(shù)器的CT端，當(dāng)一局比賽結(jié)束之后，封鎖計(jì)數(shù)器，及封鎖選手按鍵，直到復(fù)位按鍵按下后方可進(jìn)行下一局比賽。進(jìn)行獲勝局?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)的兩個(gè)74LS161的輸出分別接到全加器74LS283的輸入端的B組端口。74LS283的輸出端接比較器74LS85的其中一組輸入端口，與另一組輸入端口的輸入數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)兩組端口輸入相等時(shí)，當(dāng)他們之和為預(yù)制比賽局?jǐn)?shù)時(shí)，封鎖控制端口，同時(shí)選擇74LS157的另外一路輸入信號(hào)，即LED燈閃爍顯示。電路的主體部分，當(dāng)選手按鍵時(shí)，他們所控制的計(jì)數(shù)器都進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，其中一個(gè)計(jì)數(shù)值的高三位直接接到74LS283全加器的一組輸入端口的低三位，高位接0,另一個(gè)計(jì)數(shù)值的高三位求反后接到74LS283全加器的另一組輸入端口的低三位，高位接1,進(jìn)位輸入端口接1。即用一個(gè)選手的計(jì)數(shù)值家另一個(gè)選手的計(jì)數(shù)值的補(bǔ)碼。七個(gè)LED燈分別接的是74LS138的Y?、Y?、Y、Y?、Y?、Y?、Y?通過(guò)非門(mén)之后的輸出。兩個(gè)選手控制的計(jì)數(shù)器的輸出，與比賽結(jié)束后控制的計(jì)數(shù)器的輸出，通過(guò)2選1數(shù)據(jù)選擇器74LS157輸出到74LS138的數(shù)據(jù)輸入端口。74LS138的輸出端Y?、Y?通過(guò)非門(mén)之后分別連到用于控制記錄選手獲勝局?jǐn)?shù)的計(jì)數(shù)器74LS161的cp脈沖輸入端口。Y?、Y?再連到選手所控制的計(jì)數(shù)器的CT端，當(dāng)一局比賽結(jié)束之后，封鎖計(jì)數(shù)器，及封鎖選手按鍵，直到復(fù)位按鍵按下后方可進(jìn)行下一局比賽。進(jìn)行獲勝局?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)的兩個(gè)74LS161的輸出分別接到兩個(gè)比較強(qiáng)74LS85的輸入端的其中一組端口，當(dāng)有一個(gè)選手的獲勝局?jǐn)?shù)與預(yù)置數(shù)相等時(shí)就停止比賽，封鎖考慮到這個(gè)電路比較復(fù)雜，同時(shí)又因?yàn)檫M(jìn)行N局M勝制的過(guò)程中，方案一中的全場(chǎng)比賽結(jié)束的控制電路要求就算其中一名選手已獲勝M(fèi)局還是必須打滿N局，才能結(jié)束比賽。而方案二中在比賽一方獲勝M(fèi)局之后就會(huì)結(jié)束所有比賽。經(jīng)過(guò)以上分析決定選擇方案二。電路主體部分的結(jié)構(gòu)示意圖：22區(qū)1Q2B四、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1)電路原理圖A勝局計(jì)數(shù)電路顯示譯碼電路控制、復(fù)位比較、求差值、求補(bǔ)碼電路高位低位低位高位A選手計(jì)數(shù)電路B選手計(jì)數(shù)電路B按鍵消抖動(dòng)電路按鍵消抖動(dòng)電路A勝局計(jì)數(shù)電路顯示數(shù)據(jù)的比較當(dāng)A=2,B=1(相當(dāng)于7),則有A-B=1,→用補(bǔ)碼表示=1(相當(dāng)于6),則有A-B=0,→用補(bǔ)碼表示=0(相當(dāng)于5),則有A-B=-1,→用補(bǔ)碼表示=7(相當(dāng)于6),則有A-B=-1,→用補(bǔ)碼表示=7(相當(dāng)于6),則有A-B=0,→用補(bǔ)碼表示=0(相當(dāng)于6),則有A-B=1,→用補(bǔ)碼表示=1譯碼電路求取2個(gè)數(shù)的差值時(shí)，只能使用補(bǔ)碼計(jì)算當(dāng)0010-0001=0010+(1111)補(bǔ)碼=0001當(dāng)0010-0010=0010+(1110)補(bǔ)碼=0000當(dāng)0010-0011=0010+(1101)補(bǔ)碼=1111當(dāng)0001-0010=0010+(1110)補(bǔ)碼=1111當(dāng)0010-0010=0010+(1110)補(bǔ)碼=0000當(dāng)0011-0010=0010+(1110)補(bǔ)碼=0001舍去最高位，得到所需結(jié)果，見(jiàn)電路&當(dāng)X=Y,選擇2進(jìn)制計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)A?2選1數(shù)據(jù)選擇器電路2進(jìn)制計(jì)數(shù)電路PQA3|A2|A1|A01比較、求差值、求補(bǔ)碼、譯碼和顯示電路如下：2)55定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器VCCRSTTHR3)55構(gòu)成的用于消除抖動(dòng)的單穩(wěn)觸發(fā)器DIS4)路的主體部分SUM3tml5正以70…6SUM3tml5正以70…6M☆99999985四8已呂V8888是8888是ggOKey=AO8易品呂8品名品品品呂另品呈OALTBOAEoBCAEOB8易品呂8品名品品品呂另品呈OALTBOAEoBCAEOBOAGTBABcD0□0一W8F-BI/FAT接74LS157的選擇端口B1B2B3B4A1A2A1A2A3A440040M沒(méi)有成功，之后我們進(jìn)行電路的分塊檢查。首先檢查數(shù)碼管的顯示問(wèn)題，當(dāng)給它們對(duì)應(yīng)的數(shù)器接上cp脈沖的時(shí)候，他們都可以正常顯示。接下來(lái)檢查當(dāng)比賽結(jié)束時(shí)，用于封鎖電路的輸出是否正確，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)顯示不正確，仔細(xì)檢查了它的每個(gè)管腳之后，原來(lái)是有個(gè)銜接差了，改過(guò)之后連接正然后就是檢查另一半電路的問(wèn)題了，經(jīng)過(guò)連接cp脈沖的檢查發(fā)現(xiàn)拔河功能能(1).消除抖動(dòng)電路調(diào)試：用示波器檢測(cè)電路的輸出，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)測(cè)試輸出是否符合邏輯0,1的電壓標(biāo)準(zhǔn).否達(dá)標(biāo).(4).獲取局?jǐn)?shù)計(jì)數(shù)及結(jié)束控制電路：給電路接入脈沖信號(hào)，輸出接入示波器觀察是否正常顯示.(5).選擇電路：給選擇器接入不同的兩路待選信號(hào)，固定預(yù)置數(shù)改變待比較數(shù)(6).控制電路：輸出連到顯示器，檢測(cè)由0變到8是否為10秒.輸出連到顯示器，檢測(cè)顯示數(shù)值和頻率是否和預(yù)期相符.在實(shí)際實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)和仿真還是有些區(qū)別的，首先，仿真反應(yīng)時(shí)間比較慢，所有在電路的周期控制上需要改變，要適當(dāng)加大一些電阻、電容的值。仿真中74LS161是下降沿計(jì)數(shù)，實(shí)際中的是上升沿計(jì)數(shù)，因此需要讓cp通過(guò)非門(mén)之后再與某些74LS161的cp輸入端相連。在連接好電路之后發(fā)現(xiàn)電路工作很不穩(wěn)定，于是我們斷定是因?yàn)閷?dǎo)線與芯片的接觸問(wèn)題，之后我們檢查導(dǎo)線并重新連接之后，問(wèn)題便得到了解決。在認(rèn)真的學(xué)習(xí)了數(shù)字電路這門(mén)基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)課后，我們對(duì)數(shù)字電路有了初步的了解，掌握了基本物理概念，電路的工作原理和分析、設(shè)計(jì)方法，并且在努力完成了整個(gè)學(xué)期的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課后，有了一定的動(dòng)手設(shè)計(jì)電路并實(shí)際操作的能力。但是此次實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)的相對(duì)復(fù)雜，所以我們從一開(kāi)始就認(rèn)真準(zhǔn)備。剛拿到題目實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路.在通過(guò)與同學(xué)們討論之后，我們逐步掌握了整個(gè)設(shè)計(jì)思路并成功完我們?cè)诎凑諏?shí)驗(yàn)要求領(lǐng)取到所有器材元件之后便開(kāi)始了連接電路，由于我們一開(kāi)始并沒(méi)有仔細(xì)規(guī)劃整個(gè)電路板的設(shè)計(jì)，因此走了一些彎路，致使連線太過(guò)復(fù)雜難看，所以我們明白了在做實(shí)驗(yàn)之前，必須能夠?qū)γ總€(gè)元器件進(jìn)行合理的布局。在布局完芯片之后我們開(kāi)始按照電路圖連接導(dǎo)線，連接了一些導(dǎo)線之后因?yàn)樾菹⒘艘幌轮?，我們突然想不起?lái)連到哪里了，之得重新檢查連接，之后我們吸取教訓(xùn)從第一個(gè)芯片的上半部分開(kāi)始一直從左到右，從上到下，一步一步有條不紊的進(jìn)行，就這樣一鼓作氣，我們將所有需要的導(dǎo)線連接好之后，當(dāng)我們信心滿滿的以為就要大功告成的時(shí)候，在調(diào)試之后卻發(fā)現(xiàn)根本沒(méi)有我們想象的那么順利，實(shí)驗(yàn)沒(méi)有成功，我們經(jīng)過(guò)考慮之后，初步斷定是因?yàn)閷?dǎo)線和芯片直接因?yàn)闆](méi)有緊密連接而導(dǎo)致的接觸不良，隨后經(jīng)過(guò)再次的檢查之后，糾正了一些錯(cuò)誤，最終經(jīng)過(guò)調(diào)試，成功完成了實(shí)驗(yàn)。在經(jīng)過(guò)本次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)之后，我們不對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)有了更深的鞏固，更好的掌握了獅子電路及其基本脈沖電路的原理和分析方法，逐步提高了自己分析電路，設(shè)計(jì)電路的能力。同時(shí)在設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)電路的過(guò)程中我們逐步建立起對(duì)于數(shù)字電路這門(mén)課程的興趣，這對(duì)于我們以后在此方面的學(xué)習(xí)和研究是大有裨益的。同時(shí)考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，和組織材料的綜合能力。我們深刻地感受到理論知識(shí)的重要性，學(xué)好課本知識(shí)是完成實(shí)驗(yàn)的前提條件，而實(shí)踐同樣重要，我們另外，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)的復(fù)雜我們都是以兩人小組為單位完成的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們明白了合作的重要性，而且在合作時(shí)一定要耐心，并且善于聽(tīng)取合作伙伴的建議。[1]岳怡主編的數(shù)字電路與數(shù)字電子技術(shù)，西北工業(yè)大學(xué)出版社[2]余道衡，徐承和.電子電路手冊(cè)[M].北京：北京大學(xué)出版社，1996[3]李毅、謝松云、王安麗、曾淵編的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，西北工業(yè)大學(xué)出版附件：總原理圖及元器件清單1.總原理圖封鎖封鎖數(shù)據(jù)比賽結(jié)束封預(yù)計(jì)數(shù)預(yù)置數(shù)據(jù)據(jù)A拔河