數(shù)電課程設(shè)計(jì)-拔河比賽

1、<p>　　《拔河游戲控制器》課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　學(xué)院：信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院</p><p><b>　　專業(yè)：電子信息工程</b></p><p><b>　　年級(jí)：10級(jí)1班</b></p><p>　　一：設(shè)計(jì)任務(wù)分析…………………………………………3</p>

2、<p>　　二：拔河游戲控制器的總體方案…………………………3</p><p>　　三：各單元電路的設(shè)計(jì)、工作原理、器件的選擇及介紹………………………………………………………………3</p><p>　　3.1. 各單元電路的設(shè)計(jì)……………………………………3</p><p>　　3.2.工作原理………………………………………………5</p>

3、;<p>　　3.3 .設(shè)備及原器件介紹……………………………………6</p><p>　　四：心得體會(huì)……………………………………………………7</p><p>　　五：附錄…………………………………………………………8 </p><p>　　5.1整體電路圖………………………………………………8</p><p>　　5.2電

4、路仿真圖………………………………………………9</p><p>　　六、參考文獻(xiàn)……………………………………………………10</p><p><b>　　一：設(shè)計(jì)任務(wù)分析</b></p><p>　　拔河游戲控制器是一種能容納甲乙雙方參賽游戲控制電路。由一排9個(gè)LED發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)是發(fā)光的LED管向自己的

5、一方的終點(diǎn)延伸，當(dāng)延伸到一方的最后一個(gè)LED管時(shí)，則該方獲勝。并計(jì)下勝利的次數(shù)，每次比賽前都需要進(jìn)行清零，并使按鈕開(kāi)關(guān)復(fù)位。</p><p>　　“電子繩”由9個(gè)LED管構(gòu)成，比賽開(kāi)始時(shí)位于中間的LED管發(fā)亮。甲乙雙方通過(guò)按鍵輸入信號(hào)，用鍵盤上的A,B鍵來(lái)模擬。當(dāng)發(fā)亮的LED管從中點(diǎn)移動(dòng)到任意方的最后一個(gè)時(shí)比賽結(jié)束，電路自鎖保持當(dāng)前狀態(tài)不變，除非裁判要求復(fù)位，并對(duì)勝利的一方計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。</p>

6、<p>　　3. 計(jì)分電路用兩位七段數(shù)碼管對(duì)分別雙方得分進(jìn)行累計(jì)，在每次比賽結(jié)束時(shí)電路自動(dòng)加分。比賽結(jié)束后計(jì)數(shù)器清零。</p><p><b>　　二．總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　可逆計(jì)數(shù)器74LS193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(dòng)A、B兩個(gè)按鍵時(shí)，分別產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)，經(jīng)整形后分別加到可逆計(jì)

7、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(dòng)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(duì)輸入脈沖不起作用。如按動(dòng)復(fù)位鍵，亮點(diǎn)又回到中點(diǎn)位置，比賽又可重新開(kāi)始。</p><p>　　三． 各單元電路的設(shè)計(jì)、工作原理、器件的選擇及介紹</p><p>　　1、各單元電路的設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）.編碼電路的設(shè)計(jì)

8、</p><p>　　由雙時(shí)鐘二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74LS193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)。</p><p><b>　　（2）整形電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由與門74LS08和與非門74LS00構(gòu)成。因74LS193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

9、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(lái)的脈沖經(jīng)整形后變?yōu)橐粋€(gè)占空比很大的脈沖，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)。</p><p><b&

10、gt;　?。?）譯碼電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由兩個(gè)4端-8線的74LS138構(gòu)成4線-16線譯碼器。</p><p>　　圖為兩片74LS138級(jí)聯(lián)成4-16線譯碼器</p><p>　　由A0，A1,A2，S1，S2，S3作為輸入端，譯碼器的輸出Y0～Y15中選9個(gè)接電平指示燈，電平指示燈的負(fù)端接地，而正端接譯碼器；這樣，當(dāng)輸出為高電平時(shí)

11、電平指示燈點(diǎn)亮。</p><p>　　比賽準(zhǔn)備，譯碼器輸入為0000，Y0輸出為1，中心處指示燈首先點(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)時(shí)，亮點(diǎn)向左移。</p><p>　?。?）控制電路設(shè)計(jì) </p><p>　　由異或門74LS86和與非門74LS00構(gòu)成，其作用是指示出誰(shuí)勝誰(shuí)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(wú)效

12、。將雙方終端指示燈的正接至異或門的2個(gè)輸入端，當(dāng)獲勝一方為“1”，而另一方則為“0”，異或門輸出為“1”，經(jīng)與非門產(chǎn)生低電平“0”，再送到74LS193計(jì)數(shù)器的置數(shù)端 LD’ ，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A、B、C、D和輸出QA、QB、QC、QD對(duì)應(yīng)相連，輸入也就是輸出，從而使計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖不起作用。</p><p>　　（5）勝負(fù)顯示電路設(shè)計(jì)</p><p>　　由

13、計(jì)數(shù)器74LS90D和譯碼顯示器構(gòu)成。將雙方終端指示燈正極經(jīng)與非門輸出后分別接到2個(gè)74LS90D計(jì)數(shù)器的EN端，74LS90D的兩組4位BCD碼分別接到實(shí)驗(yàn)箱中的兩組譯碼顯示器的8、4、2、1插孔上。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，若1位數(shù)不夠，則進(jìn)行2位數(shù)的級(jí)連。</p><p><b>　?。?）復(fù)位電路設(shè)計(jì)</b

14、></p><p>　　74LS193的清零端CR接一個(gè)電平開(kāi)關(guān)，作為一個(gè)開(kāi)關(guān)控制，進(jìn)行多次比賽而需要的復(fù)位操作，使亮點(diǎn)返回中心點(diǎn)。</p><p>　　74LS90D的清零端RD也接一個(gè)電平開(kāi)關(guān)，作為勝負(fù)顯示器的復(fù)位來(lái)控制勝負(fù)計(jì)數(shù)器使其重新計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　2.工作原理</b></p><p>

15、　　拔河游戲機(jī)用9個(gè)電平指示燈排列成一行，開(kāi)機(jī)后只有中間一個(gè)點(diǎn)亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個(gè)按鍵，迅速地、不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖，誰(shuí)按得快，亮點(diǎn)向誰(shuí)方向移動(dòng)，每按一次，亮點(diǎn)移動(dòng)一次。移到任一方終端指示燈點(diǎn)亮，這一方就得勝，此時(shí)雙方按鍵均無(wú)作用，輸出保持，只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心線。最后，顯示器顯示勝者的盤數(shù)。</p><p>　　可逆計(jì)數(shù)器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進(jìn)制數(shù)0000，經(jīng)譯碼器輸出

16、使中間的一只電平指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)按動(dòng)A、B兩個(gè)按鍵時(shí)，分別產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)，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(dòng)電平指示燈點(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(duì)輸入脈沖不起作用。如按動(dòng)復(fù)位鍵，亮點(diǎn)又回到中點(diǎn)位置，比賽又可重新開(kāi)始。</p><p>　　將雙方終端指示燈的正端分別經(jīng)一個(gè)或門和一個(gè)與非門后接到2個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90D的使

17、能端INA，當(dāng)任一方取勝，該方終端指示燈點(diǎn)亮，產(chǎn)生1個(gè)下降沿使其對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。這樣，計(jì)數(shù)器的輸出即顯示了勝者取勝的盤數(shù)。</p><p>　　3.設(shè)備及原器件介紹</p><p>　?。?）+5V直流電源 邏輯電平開(kāi)關(guān) 電阻1K(4個(gè)) 電阻200（9個(gè)）</p><p>　?。?）74LS193 3線-8線譯碼器（2片）</p>&l

18、t;p>　　（3）74LS90D 同步計(jì)數(shù)器(2片)</p><p>　　引出端功能符號(hào)：INB、INA 時(shí)鐘輸入端</p><p>　　RO1、RO 2 清零端</p><p>　　QA~QD 計(jì)數(shù)器輸出端</p><p>　　R1～R2計(jì)數(shù)器輸出端</p><p>　?。?）74LS193 同步二進(jìn)制

19、可逆計(jì)數(shù)器（1片）</p><p>　　引出端功能符號(hào)：DOWN/ UP 減/加輸入端 </p><p>　　BO、CO 借位、進(jìn)位</p><p>　　A~D 輸入端</p><p>　　QA~QD 輸出端</p><p>　　LOAD 預(yù)置數(shù)控制端</p><p

20、>　　CLR 清零端</p><p>　　（5）74LS00 2輸入與非門 （９片）</p><p>　　74LS08 2輸入與門 （２片）</p><p>　　74LS86 2輸入異或門 （1片）</p><p><b>　　四.收獲、體會(huì)</b></p>

21、;<p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)有了更進(jìn)一步的熟悉，實(shí)際操作和課本上的知識(shí)有很大聯(lián)系，但高于課本，一個(gè)看似很簡(jiǎn)單的電路，要?jiǎng)邮职阉O(shè)計(jì)出來(lái)就比較困難了，要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中注意這一點(diǎn)，要把課本上所學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來(lái)，同時(shí)通過(guò)本次電路的設(shè)計(jì)，不但鞏固了所學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的興趣，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。</p><p>　　通過(guò)設(shè)計(jì)拔河游

22、戲機(jī)控制電路，讓我對(duì)數(shù)字邏輯這門課有了更深刻的了解，對(duì)電子器件的認(rèn)識(shí)也不再停留在字面上，實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的飛躍。我了解到理論和實(shí)踐是分不開(kāi)的。只懂理論不行，當(dāng)你面對(duì)一堆元器件時(shí)，你會(huì)茫然不知所措；可只懂實(shí)踐也不行，當(dāng)別人問(wèn)你為什么會(huì)這樣，怎么樣才算正確，如果你說(shuō)憑感覺(jué)是不足以服人的。學(xué)習(xí)的目的就是去應(yīng)用，只有實(shí)踐才能將書(shū)本知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)用的技能。</p><p><b>　　五、電路仿真圖</b&

23、gt;</p><p><b>　　5.1整體電路圖</b></p><p><b>　　5.2仿真電路圖</b></p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]《實(shí)用電子電路手冊(cè)》北京：高等教育出版社，1991</p><p&