拔河游戲機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)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(shè)計(jì)方案2</b></p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)思路2</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)原理2</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)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(jì)數(shù)器部分6</p><p>　　4.3 電子繩部分7</p><p>　　4.4顯示勝負(fù)部分7</p><p><b>　　5總結(jié)9</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)9</b></p><p>&

4、lt;b>　　附錄10</b></p><p><b>　　1功能要求</b></p><p>　　(1) 設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行拔河游戲的電路。</p><p>　　(2) 電路使用15個(gè)發(fā)光二極管，開機(jī)后只有中間一個(gè)發(fā)亮，此即拔河的中心點(diǎn)。</p><p>　　(3) 游戲雙方各持一個(gè)按鈕，迅速地、不斷地

5、按動(dòng)，產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點(diǎn)就向誰的方向移動(dòng)，每按一次，亮點(diǎn)移動(dòng)一次。</p><p>　　(4) 亮點(diǎn)移到任一方終端二極管時(shí)，這一方就獲勝，此時(shí)雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心。</p><p>　　(5) 用數(shù)碼管顯示獲勝者的盤數(shù)。</p><p><b>　　2總體設(shè)計(jì)方案</b></p><

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

7、　(2)拔河游戲機(jī)由一個(gè)控制電路指示誰勝誰負(fù)，當(dāng)亮點(diǎn)移到任一方終端時(shí)，由控制電路產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)，使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。當(dāng)亮點(diǎn)達(dá)到任一方的終點(diǎn)時(shí)，該終點(diǎn)發(fā)出電路封鎖加/減脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電路自鎖，使加/減脈沖立即無效，同時(shí)實(shí)現(xiàn)電路自動(dòng)加分。</p><p>　　(3)雙方終端二極管“點(diǎn)亮”信號(hào)分別接兩個(gè)計(jì)數(shù)器的“使能”端，當(dāng)一方取勝時(shí)，相應(yīng)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行一次計(jì)數(shù)，這樣得到雙方取勝次數(shù)的顯示</p><p&

8、gt;　　(4)設(shè)置一個(gè)“復(fù)位”按鈕，使亮點(diǎn)回到中心，取勝計(jì)數(shù)器也要設(shè)置一個(gè)“復(fù)位”按鈕，使之能清零。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　拔河游戲機(jī)的設(shè)計(jì)流程如圖1所示。</p><p>　　圖1 拔河游戲機(jī)流程</p><p><b>　　2.3 設(shè)計(jì)方案</b&

9、gt;</p><p>　　方案一：采用計(jì)數(shù)器74LS193編碼電路, 利用與門74LS08和與非門74LS00產(chǎn)生脈沖, 然后通過4線－16線譯碼器CC4514將電路譯出, 經(jīng)過或非門74LS02控制,最后計(jì)數(shù)器CC4518和譯碼顯示器顯示結(jié)果輸出。</p><p>　　（1）主要元器件的簡(jiǎn)介</p><p>　　74LS193有兩個(gè)時(shí)鐘脈沖（計(jì)數(shù)脈沖）輸入端CP

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

11、p>　?。?）拔河游戲機(jī)的完整電路</p><p>　　拔河游戲機(jī)的完整電路圖如圖2所示。</p><p>　　圖2 拔河游戲機(jī)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(gè)亮點(diǎn)，表示比賽開始。具體的工作原理是，當(dāng)電路接通是A、B斷開，計(jì)

12、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電平指示燈點(diǎn)亮。</p><p>　　當(dāng)比賽開始時(shí)，A、B兩端開始按鍵，分別產(chǎn)生兩種脈沖信號(hào)，經(jīng)過與門74LS08和與非門74LS00分別加到計(jì)數(shù)器上, 計(jì)數(shù)器輸出代碼經(jīng)譯碼后驅(qū)動(dòng)指示燈點(diǎn)亮, 當(dāng)亮點(diǎn)先到底任一方終端, 由于控制電路發(fā)出鎖定信號(hào), 電路復(fù)位, 亮點(diǎn)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(huì)分別與兩個(gè)與非門相連, 接到2個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器終端, 當(dāng)一方獲勝時(shí), 該方指示燈亮, 產(chǎn)生一個(gè)下降沿使其相應(yīng)的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù). 通過計(jì)數(shù)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(shè)計(jì)流程圖可以分為六個(gè)模塊：編碼電路、整形電路、譯碼電路、控制電路、勝負(fù)顯示、復(fù)位電路位于電路

14、圖的右上角，由74LS193組成，有兩個(gè)輸入端，分別連接A、B兩個(gè)輸入端，四個(gè)輸出端，分別可以進(jìn)行加／減計(jì)數(shù)。</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(gòu)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(jīng)整形后變?yōu)橐粋€(gè)占空比很大的脈沖，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)

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(gòu)成，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>　　控制電路由或非門74LS02控組成，比賽過程中，當(dāng)任一方先到達(dá)終端，控制電路發(fā)出信號(hào)，使比賽終止，先到達(dá)終端的一方勝。</p><p

16、>　　勝負(fù)顯示，由計(jì)數(shù)器CC4518和譯碼顯示器構(gòu)成，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>　　復(fù)位，74LS193的清零端CR接一個(gè)電平開關(guān)，多次比賽時(shí)，清零，亮點(diǎn)返回中心點(diǎn)，比賽重新開始。</p><p><b>　　方案二：</b>&

17、lt;/p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)若用74LS192代替74LS193，將兩片74LS192連接成100進(jìn)制的可逆，然后將其改成十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。用一全加器將兩片74LS192的輸出信號(hào)八位轉(zhuǎn)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(gòu)成。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”，

18、異或門輸出為“1”，經(jīng)與非門產(chǎn)生低電平“0”，再送到兩74LS192計(jì)數(shù)器的置數(shù)端，于是計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，處于預(yù)置狀態(tài)，此時(shí)，同樣將各自計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)端D0、D1、D2、D3和輸出Q0、Q1、Q2、Q3對(duì)應(yīng)相連，則輸入也就是輸出，從而使計(jì)數(shù)器對(duì)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(jì)數(shù)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(jì)數(shù)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(fù)部分</b></

21、p><p>　　顯示勝負(fù)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(fù)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(jié)</b></p><p>　　通過此次課程設(shè)計(jì)作業(yè)，我學(xué)會(huì)了很多在課堂上學(xué)不到

22、的東西，在此次電子拔河游戲的設(shè)計(jì)過程中，我了解到很多在網(wǎng)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(gè)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(shè)計(jì)的過程中一定要參考已經(jīng)做成功的案列，明白自己設(shè)計(jì)的不足，比如做整形電路時(shí)，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(shí)，繪制的版本和網(wǎng)上其他小組有很大不同，但通過計(jì)較，檢查，

23、發(fā)現(xiàn)原始版本的仿真圖有很多設(shè)計(jì)漏洞，因此經(jīng)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(gè)原理圖版本。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)》 高等教育出版社</p><p>　　[2] 《電子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》（數(shù)字） 主編：康花光 高等教育出版社</p><