拔河游戲機課程設計報告

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　Course Design Report</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　目 錄1</b></p><p><b>　　1功能要求2</b>

2、</p><p><b>　　2總體設計方案2</b></p><p>　　2.1 設計思路2</p><p>　　2.2 設計原理2</p><p>　　2.3 設計方案3</p><p>　　4電路主要部分的仿真圖6</p><p>　　4.1 整形電路部分

3、6</p><p>　　4.2 計數器部分6</p><p>　　4.3 電子繩部分7</p><p>　　4.4顯示勝負部分7</p><p><b>　　5總結9</b></p><p><b>　　參考文獻9</b></p><p>&

4、lt;b>　　附錄10</b></p><p><b>　　1功能要求</b></p><p>　　(1) 設計一個能進行拔河游戲的電路。</p><p>　　(2) 電路使用15個發(fā)光二極管，開機后只有中間一個發(fā)亮，此即拔河的中心點。</p><p>　　(3) 游戲雙方各持一個按鈕，迅速地、不斷地

5、按動，產生脈沖，誰按得快，亮點就向誰的方向移動，每按一次，亮點移動一次。</p><p>　　(4) 亮點移到任一方終端二極管時，這一方就獲勝，此時雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復位后才使亮點恢復到中心。</p><p>　　(5) 用數碼管顯示獲勝者的盤數。</p><p><b>　　2總體設計方案</b></p><

6、p><b>　　2.1 設計思路</b></p><p>　　(1)拔河游戲機是通過控制“電子繩”發(fā)亮的LED管由中點向速度快的一方移動，而阻止向另一方移動，按鍵較快的一方獲勝。此次課程設計主要用到加/減計數器，通過其輸出狀態(tài)再通過譯碼器控制LED發(fā)亮。加/減計數器，輸入“加脈沖”，加運算亮，亮點向右移；輸入“減脈沖”，減運算亮，亮點向左移。</p><p>　

7、　(2)拔河游戲機由一個控制電路指示誰勝誰負，當亮點移到任一方終端時，由控制電路產生一個信號，使計數器停止計數。當亮點達到任一方的終點時，該終點發(fā)出電路封鎖加/減脈沖信號，實現(xiàn)電路自鎖，使加/減脈沖立即無效，同時實現(xiàn)電路自動加分。</p><p>　　(3)雙方終端二極管“點亮”信號分別接兩個計數器的“使能”端，當一方取勝時，相應的計數器進行一次計數，這樣得到雙方取勝次數的顯示</p><p&

8、gt;　　(4)設置一個“復位”按鈕，使亮點回到中心，取勝計數器也要設置一個“復位”按鈕，使之能清零。</p><p><b>　　2.2 設計原理</b></p><p>　　拔河游戲機的設計流程如圖1所示。</p><p>　　圖1 拔河游戲機流程</p><p><b>　　2.3 設計方案</b&

9、gt;</p><p>　　方案一：采用計數器74LS193編碼電路, 利用與門74LS08和與非門74LS00產生脈沖, 然后通過4線－16線譯碼器CC4514將電路譯出, 經過或非門74LS02控制,最后計數器CC4518和譯碼顯示器顯示結果輸出。</p><p>　?。?）主要元器件的簡介</p><p>　　74LS193有兩個時鐘脈沖（計數脈沖）輸入端CP

10、U和CPD。在RD=0、LD=1的條件下，作加計數時,令CPD=1，計數脈沖從CPU輸入；作減計數時，令CPU=1，計數脈沖從CPD輸入。同時74LS193還具有異步清零和異步預置數的功能。當清零信號RD=1時，不管時鐘脈沖的狀態(tài)如何,計數器的輸出將被直接置零；當RD=0,LD=0時，不管時鐘脈沖的狀態(tài)如何，將立即把預置數數據輸入端A、B、C、D的狀態(tài)置入計數器的QA、QB、QC、QD端，稱為異步預置數。</p><

11、p>　　（2）拔河游戲機的完整電路</p><p>　　拔河游戲機的完整電路圖如圖2所示。</p><p>　　圖2 拔河游戲機的電路圖</p><p><b>　　（3）工作原理介紹</b></p><p>　　A、B斷開，接通電源，指示燈中間有一個亮點，表示比賽開始。具體的工作原理是，當電路接通是A、B斷開，計

12、數器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進制數0000，經譯碼器輸出使中間的一只電平指示燈點亮。</p><p>　　當比賽開始時，A、B兩端開始按鍵，分別產生兩種脈沖信號，經過與門74LS08和與非門74LS00分別加到計數器上, 計數器輸出代碼經譯碼后驅動指示燈點亮, 當亮點先到底任一方終端, 由于控制電路發(fā)出鎖定信號, 電路復位, 亮點重新回到中心位置, 比賽又重新開始.</p><p&g

13、t;　　比賽過程中, 雙方的終端會分別與兩個與非門相連, 接到2個十進制計數器終端, 當一方獲勝時, 該方指示燈亮, 產生一個下降沿使其相應的計數器計數. 通過計數器的輸出可以判斷取勝方。</p><p><b>　?。?）電路圖分析</b></p><p>　　本電路圖依照設計流程圖可以分為六個模塊：編碼電路、整形電路、譯碼電路、控制電路、勝負顯示、復位電路位于電路

14、圖的右上角，由74LS193組成，有兩個輸入端，分別連接A、B兩個輸入端，四個輸出端，分別可以進行加／減計數。</p><p>　　整形電路位于電路圖的左上角，由與門74LS08和與非門74LS00構成。由圖可知，A端加在74LS193的5引腳，B端加在74LS193的4腳，A、B二鍵輸出脈沖經整形后變?yōu)橐粋€占空比很大的脈沖，減少了進行某一計數時另一計數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

15、</p><p>　　譯碼電路位于電路圖的中部，由4線－16線譯碼器CC4514構成，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時，亮點向右移，進行減法計數時，亮點向左移。</p><p>　　控制電路由或非門74LS02控組成，比賽過程中，當任一方先到達終端，控制電路發(fā)出信號，使比賽終止，先到達終端的一方勝。</p><p

16、>　　勝負顯示，由計數器CC4518和譯碼顯示器構成，當一方取勝時，該方終端指示燈發(fā)亮，產生一個上升沿，使相應的計數器進行加一計數，于是就得到了雙方取勝次數的顯示，若1位數不夠，則進行2位數的級連。</p><p>　　復位，74LS193的清零端CR接一個電平開關，多次比賽時，清零，亮點返回中心點，比賽重新開始。</p><p><b>　　方案二：</b>&

17、lt;/p><p>　　此次課程設計若用74LS192代替74LS193，將兩片74LS192連接成100進制的可逆，然后將其改成十六進制的計數器。用一全加器將兩片74LS192的輸出信號八位轉化成四位，再接給CC4514的輸入端。</p><p>　　控制電路也可由異或門74LS86和與非門74LS00構成。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”，而另一方則為“0”，

18、異或門輸出為“1”，經與非門產生低電平“0”，再送到兩74LS192計數器的置數端，于是計數器停止計數，處于預置狀態(tài)，此時，同樣將各自計數器數據端D0、D1、D2、D3和輸出Q0、Q1、Q2、Q3對應相連，則輸入也就是輸出，從而使計數器對脈沖不起作用。電路的其他部分不變。</p><p>　　4電路主要部分的仿真圖</p><p>　　電路的整體原理圖如圖3所示。</p>&

19、lt;p><b>　　圖3 整體原理圖</b></p><p>　　4.1 整形電路部分</p><p>　　圖（3）方案整體原理圖整形電路部分</p><p><b>　　4.2 計數器部分</b></p><p>　　由于EWB軟件中沒有74LS193和四位全加器，這里使用方案二的部分，且

20、</p><p>　　用半加器代替全加器。具體如圖4所示。</p><p>　　圖4 整體原理圖計數器部分</p><p><b>　　4.3 電子繩部分</b></p><p>　　圖5 整體原理圖電子繩部分</p><p><b>　　4.4顯示勝負部分</b></

21、p><p>　　顯示勝負部分的開始效果圖和比賽過程中的效果圖分別如圖6和7所示。</p><p>　　圖6 整體原理圖顯示勝負開始效果圖</p><p>　　圖7 方案整體原理圖比賽過程中</p><p><b>　　5總結</b></p><p>　　通過此次課程設計作業(yè)，我學會了很多在課堂上學不到

22、的東西，在此次電子拔河游戲的設計過程中，我了解到很多在網上查到的資料里的元器件和在軟件上仿真的元器件有很大差別，同一個元器件，proteus軟件里可能沒有仿真原理圖，因此要改選有可以仿真的元器件，還有在設計的過程中一定要參考已經做成功的案列，明白自己設計的不足，比如做整形電路時，一定要注意邏輯元器件的選擇和選取，有很多無用的線可以舍棄，更有一些重要的線不能棄掉，一開始在繪制原理圖時，繪制的版本和網上其他小組有很大不同，但通過計較，檢查，

23、發(fā)現(xiàn)原始版本的仿真圖有很多設計漏洞，因此經過小組成員討論和參照其他資料及其他小組成員的建議，繪制了最終這個原理圖版本。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 《數字電路邏輯設計》 高等教育出版社</p><p>　　[2] 《電子設計基礎》（數字） 主編：康花光 高等教育出版社</p><