拔河游戲機(jī)課程設(shè)計

1、<p><b>　　數(shù)字電子技術(shù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　設(shè)計課題： 拔河游戲機(jī)的設(shè)計 </p><p>　　專業(yè)班級： （過程控制）自動化103班 </p><p>　　學(xué)生姓名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　設(shè)計時間： 2013.06 </p><p>　　一、 設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)與要求</p><p><b>　?。?）基本功能</b></p><p>　　①拔河游戲機(jī)

3、需用9個發(fā)光二極管排列成一行，開機(jī)后只有中間一個點(diǎn)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(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點(diǎn)向誰方向移動，每按一次，亮點(diǎn)移動一次。移到任一方終端二極管點(diǎn)亮，這一方就得勝，此時雙方按鍵均無作用，輸出保持。只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心線，比賽才可重新開始；</p><p>　　②用七段LED數(shù)碼管顯示勝者的盤數(shù)。</p><p><b&g

4、t;　?。?）設(shè)計成果要求</b></p><p>　　①利用集成芯片、分立元件制作線路板，實(shí)現(xiàn)有關(guān)電路功能； </p><p><b>　?、谠O(shè)計報告一份。</b></p><p><b>　　（3）主要器件</b></p><p>　　萬能板、+5V直流電源、數(shù)碼管×2、

5、邏輯電平開關(guān)×4 、4線－16線譯碼／分配器（CC4514×1）、同步遞增／遞減 二進(jìn)制計數(shù)器（CC40193×1）、十進(jìn)制計數(shù)器（CC4518×1）</p><p>　　譯碼器（CC4511×2）、與門（CC4081×1）、與非門（CC4011×3）、異或門（CC4030×1）</p><p>　　發(fā)光二極管

6、LED×9、電阻（1K×4、560×9） </p><p>　　二、 電路的設(shè)計 </p><p>　　拔河游戲機(jī)的原理框圖如圖一所示。</p><p>　　圖一 拔河游戲機(jī)的原理框圖</p><p>　　可逆計數(shù)器CC40193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

7、、B兩個按鍵時，分別產(chǎn)生兩個脈沖信號，經(jīng)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(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)又回到中點(diǎn)位置，比賽又可重新開始。將雙方終端二極管的正端分別接至二個十進(jìn)制計數(shù)器CC4518的允許控制端EN，當(dāng)任一方取勝，該方終端二極管點(diǎn)亮，產(chǎn)生一個上升沿使其對應(yīng)的計數(shù)器計數(shù)。這樣，計數(shù)器的輸出即顯示

8、了勝者取勝的盤數(shù)。盤數(shù)可通過電平開關(guān)進(jìn)行復(fù)位清零。設(shè)計電路框圖如圖1所示：</p><p>　　三、電路總的邏輯原理圖（圖二）及各單元電路的功能</p><p><b>　　1.脈沖發(fā)生電路</b></p><p>　　如圖二①部分，前兩個與非門組成一個基本RS觸發(fā)器，在按鈕的作用下產(chǎn)生脈沖，后一個與門和兩個與非門組成一個整形電路其作用是產(chǎn)生一

9、個占空比很大的脈沖信號，這樣就減少某一方在計數(shù)時另一方輸出為低電平的概率，使甲乙雙方都能有效計數(shù)。</p><p><b>　　2、編碼電路 </b></p><p>　　如圖二②部分，CC40193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(dāng)電路要求進(jìn)行加法計數(shù)時，減法輸入端CPD 必須接高電平；進(jìn)行減法計數(shù)時，加法輸入端CPU 也必須接高電平，若直接

10、由A、B鍵產(chǎn)生的脈沖加到5腳或4腳，那么就有很多時機(jī)在進(jìn)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(jìn)行。</p><p>　　注：CC40193是加/減可逆計數(shù)器，其功能與74LS193的功能相似。</p><p><b>　　3、譯碼電路</b></p><p>　　如圖二③部分，選用4－16線

11、CC4514譯碼器。譯碼器的輸出Q0～Q14 分接9個發(fā)光二極管，二極管的負(fù)端接地，而正端接譯碼器；這樣，當(dāng)輸出為高電平時發(fā)光二極管點(diǎn)亮。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)行加法計數(shù)時，亮點(diǎn)向右移，進(jìn)行減法計數(shù)時，亮點(diǎn)向左移。</p><p>　　注：CC4514 4線－16線譯碼器引腳排列及功能：</p><p>　　A0～A3

12、 — 數(shù)據(jù)輸入端 ；</p><p>　　INH — 輸出禁止控制端；</p><p>　　LE — 數(shù)據(jù)鎖存控制端；</p><p>　　Y0～Y15 — 數(shù)據(jù)輸出端</p><p>　?、佥敵鰻顟B(tài)鎖定在上一個LE＝“1”時，A0～A3的輸入狀態(tài) </p><p><b>　　4、控制電路</b>

13、;</p><p>　　如圖二④部分，為指示出誰勝誰負(fù)，需用一個控制電路。當(dāng)亮點(diǎn)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。此電路可用異或門CC4030和非門CC4011來實(shí)現(xiàn)。將雙方終端二極管的正極接至異或門的兩個輸入端，當(dāng)獲勝一方為“1”，而另一方則為“0”，異或門輸出為“1”，經(jīng)非門產(chǎn)生低電平“0”，再送到CC40193計數(shù)器的置數(shù)端，于是計數(shù)器停止計數(shù)，處于預(yù)置狀態(tài)，由于計數(shù)器數(shù)據(jù)端A、B

14、、C、D和輸出端QA、QB、QC、QD對應(yīng)相連，輸入也就是輸出，從而使計數(shù)器對輸入脈沖不起作用。</p><p><b>　　5、 勝負(fù)顯示</b></p><p>　　如圖二⑤部分，將雙方終端二極管正極經(jīng)非門后的輸出分別接到二個CC4518計數(shù)器的EN端，CC4518的兩組4位BCD碼分別接到實(shí)驗裝置的兩組譯碼顯示器的A、B、C、D插口處。當(dāng)一方取勝時，該方終端二極

15、管發(fā)亮，產(chǎn)生一個上升沿，使相應(yīng)的計數(shù)器進(jìn)行加一計數(shù)，于是就得到了雙方取勝次數(shù)的顯示，若一位數(shù)不夠，則進(jìn)行二位數(shù)的級聯(lián)。</p><p>　　注：CC4518雙十進(jìn)制同步計數(shù)器引腳排列及功能： </p><p>　　1CP、2CP — 時鐘輸入端 </p><p>　　1R、2R — 清除端</p><p>　　1EN、2EN — 計數(shù)允許控制

16、端</p><p>　　1Q0～1Q3 — 計數(shù)器輸出端</p><p>　　2Q0～2Q3 — 計數(shù)器輸出端 </p><p><b>　　6、 復(fù)位</b></p><p>　　如圖二⑥部分，為能進(jìn)行多次比賽而需要進(jìn)行復(fù)位操作，使亮點(diǎn)返回中心點(diǎn)，可用一個開關(guān)控制CC40193的清零端R即可。勝負(fù)顯示的復(fù)位也應(yīng)用一個開