“拔河”游戲機(jī).doc

“拔河”游戲機(jī)一、 課程設(shè)計(jì)的目的1、學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯等電路設(shè)計(jì)方法，熟知計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器、譯碼顯示和計(jì)時(shí)門控電路的工作原理及特點(diǎn)； 2、培養(yǎng)勤奮認(rèn)真、分析故障和解決問題的能力。二、 設(shè)計(jì)名稱：“拔河”游戲機(jī)三、 設(shè)計(jì)要求1、學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯等電路設(shè)計(jì)方法，熟知逆計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器、譯碼顯示的工作原理及特點(diǎn)；2、培養(yǎng)勤奮認(rèn)真、分析故障和解決問題的能力。四、說明：課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓 名學(xué) 號(hào)班 級(jí)課程名稱數(shù)字邏輯電路課程性質(zhì)專業(yè)課設(shè)計(jì)時(shí)間 設(shè)計(jì)名稱“拔河”游戲機(jī)設(shè)計(jì)要求15個(gè)(或13、11、9個(gè)均可)發(fā)光二極管排成一列，作為拔河的顯示。開機(jī)后僅中間一個(gè)發(fā)光(亮點(diǎn))，以此作為拔河中心線。游戲雙方各用一個(gè)按鍵K1、K2，迅速不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖,誰按得快，亮點(diǎn)向誰的方向逐個(gè)移動(dòng)。當(dāng)亮點(diǎn)移到任一方的終端時(shí)，該方獲勝，雙方按鍵無作用，亮點(diǎn)位置保持。按K3后，亮點(diǎn)回到中心線，可以進(jìn)行第二次比賽。用兩個(gè)數(shù)碼顯示器分別顯示雙方獲勝的盤數(shù)，按K4可以清零。設(shè)計(jì)思路與設(shè)計(jì)過程一、 設(shè)計(jì)電路二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件三、 設(shè)計(jì)步驟四、 結(jié)果分析五、 體會(huì)與建議計(jì)劃與進(jìn)度任課教師意 見說 明課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程： 數(shù)字邏輯電路 學(xué)號(hào)： 姓名： 班級(jí)： 教師： *大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院設(shè)計(jì)名稱：“拔河”游戲機(jī) 日期：2010年1月 18日 設(shè)計(jì)內(nèi)容：5個(gè)(或13、11、9個(gè)均可)發(fā)光二極管排成一列，作為拔河的顯示。開機(jī)后僅中間一個(gè)發(fā)光(亮點(diǎn))，以此作為拔河中心線。游戲雙方各用一個(gè)按鍵K1、K2，迅速不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖,誰按得快，亮點(diǎn)向誰的方向逐個(gè)移動(dòng)。當(dāng)亮點(diǎn)移到任一方的終端時(shí)，該方獲勝，雙方按鍵無作用，亮點(diǎn)位置保持。按K3后，亮點(diǎn)回到中心線，可以進(jìn)行第二次比賽。設(shè)計(jì)目的與要求：1、學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯等電路設(shè)計(jì)方法，熟知逆計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器、譯碼顯示的工作原理及特點(diǎn)；2、培養(yǎng)勤奮認(rèn)真、分析故障和解決問題的能力。設(shè)計(jì)環(huán)境或器材、原理與說明：一、設(shè)計(jì)電路建議設(shè)計(jì)電路框圖如圖所示，整機(jī)電路圖見圖。拔河游戲機(jī)線路框圖二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及器件1、5V直流電源2、 譯碼顯示器 3、邏輯電平開關(guān)4、CC45144線16線譯碼分配器 CC40193 同步遞增遞減 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CC4518 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CC4081與門 CC40113與非門 CC4030異或門 電阻 1K4設(shè)計(jì)過程（步驟）或程序代碼：設(shè)計(jì)步驟圖11-5-1為拔河游戲機(jī)整機(jī)線路圖。可逆計(jì)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(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)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，比賽又可重新開始。將雙方終端二極管的正端分別經(jīng)兩個(gè)與非門后接至二個(gè)十進(jìn)制計(jì)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(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)。 1.編碼電路圖 11-5-2拔河游戲機(jī)整機(jī)線路圖仿真圖2、整形電路 CC40193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，那么就有很多時(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二鍵出來的脈沖經(jīng)整形后變?yōu)橐粋€(gè)占空比很大的脈沖，這樣就減少了進(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)。整形電路由與門CC4081和與非門CC4011實(shí)現(xiàn)。3、譯碼電路選用416線CC4514譯碼器。譯碼器的輸出Q0Q14 分接15個(gè)（或9個(gè)）個(gè)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(shí)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(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。4、控制電路為指示出誰勝誰負(fù)，需用一個(gè)控制電路。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(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)非門產(chǎn)生低電平“0”，再送到CC40193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)，由于計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)端A、B、C、D和輸出端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)輸入脈沖不起作用。5、 勝負(fù)顯示將雙方終端二極管正極經(jīng)非門后的輸出分別接到二個(gè)CC4518計(jì)數(shù)器的EN端，CC4518的兩組4位BCD碼分別接到實(shí)驗(yàn)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(shí)，該方終端二極管發(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，若一位數(shù)不夠，則進(jìn)行二位數(shù)的級(jí)聯(lián)。6、 復(fù)位為能進(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(gè)開關(guān)控制CC40193的清零端R即可。勝負(fù)顯示器的復(fù)位也應(yīng)用一個(gè)開關(guān)來控制勝負(fù)計(jì)數(shù)器CC4518的清零端R，使其重新計(jì)數(shù)。設(shè)計(jì)結(jié)果與分析(可以加頁)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果注：1、CC45144線16線譯碼器引腳排列及功能：A0A3 數(shù)據(jù)輸入端 INH 輸出禁止控制端LE 數(shù)據(jù)鎖存控制端Y0Y15 數(shù)據(jù)輸出端輸入 高電平輸出端 輸入 高電平輸出端 LEINHA3A2A1A0LEINHA3A2A1A0100000YO101001Y9100001Y1101010Y10100010Y2101011Y11100011Y3101100Y12100100Y4101101Y13100101Y5101110Y14100110Y6101111Y15100111Y711 無 101000Y800 輸出狀態(tài)鎖定在上一個(gè)LE“1”時(shí)，A0A3的輸入狀態(tài) 2、CC4518雙十進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器引腳排列及功能： 1CP、2CP 時(shí)鐘輸入端 1R、2R 清除端1EN、2EN 計(jì)數(shù)允許控制端1Q01Q3 計(jì)數(shù)器輸出端2Q02Q3 計(jì)數(shù)器輸出端 輸入 輸出功能 CPREN 01加 計(jì) 數(shù) 00 加 計(jì) 數(shù) 0 保持 0 0010 1 全部為“0” 設(shè)計(jì)體會(huì)與建議： 作為我的第一個(gè)數(shù)字電路的課程設(shè)計(jì)，我從書本知識(shí)到自己實(shí)踐，還是深感力不從心，但通過自己的努力還是成功完成