數(shù)電課程設(shè)計(jì)拔河比賽

1、拔河游戲控制器 課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)院：信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專業(yè)：電子信息工程年級：10級1班姓名：單玉明(2010508096)高波(2010508091)一： 設(shè)計(jì)任務(wù)分析.3二：拔河游戲控制器的總體方案 .3三 ： 各 單 元 電 路 的 設(shè) 計(jì) 、 工 作 原 理 、 器 件 的 選 擇 及 介紹.33.1.各單元電路的設(shè)計(jì).332 工作原理. 53.3.設(shè)備及原器件介紹.6四：心得體會.7五：附錄.85.1整體電路圖. 85.2 電路仿真圖.9六、參考文獻(xiàn)10設(shè)計(jì)任務(wù)分析1.1.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LED發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過

2、按鈕開關(guān)是發(fā)光的LED管向自己的一方的終點(diǎn)延伸，當(dāng)延伸到一方的最后一個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，并使按鈕開關(guān)復(fù)位。2.2.“電子繩”由 9 9 個 LEDLED 管構(gòu)成，比賽開始時(shí)位于中間的 LEDLED 管發(fā)亮。甲乙 雙方通過按鍵輸入信號，用鍵盤上的 A,BA,B 鍵來模擬。當(dāng)發(fā)亮的 LEDLED 管從中 點(diǎn)移動到任意方的最后一個時(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，并對勝利的一方計(jì)數(shù)器自動加一。3.3.計(jì)分電路用兩位七段數(shù)碼管對分別雙方得分進(jìn)行累計(jì)，在每次比賽結(jié)束時(shí) 電路自動加分。比賽結(jié)束后計(jì)數(shù)器清零。二.總體方案設(shè)計(jì)可逆計(jì)數(shù)器

3、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A、B兩個按鍵時(shí)，分別產(chǎn)生兩個脈沖信號，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。三.各單元電路的設(shè)計(jì)、工作原理、器件的選擇及介紹1 1、各單元電路的設(shè)計(jì)(1) .編碼電路的設(shè)計(jì)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個輸入端，4個輸出端，能進(jìn)行14|C74LS193 .lb4L3|21 5| 7-

4、|(2)整形電路設(shè)計(jì)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CPD必須接高電平;加/減計(jì)數(shù)。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二鍵出來的脈沖經(jīng)整形后變?yōu)橐粋€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)。（3）譯碼電路設(shè)計(jì)由兩個4

5、端-8線的74LS138構(gòu)成4線-16線譯碼器。圖為兩片 74LS13874LS138 級聯(lián)成 4-164-16 線譯碼器由AO,A1,A2,S1,S2,S3作為輸入端，譯碼器的輸出YoYi5中選9個接電平指示燈，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)電平指示燈點(diǎn)亮。比賽準(zhǔn)備，譯碼器輸入為0000,Yo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。（4）控制電路設(shè)計(jì)由異或門74LS86和與非門74LS00構(gòu)成，其作用是指示出誰勝誰負(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效。 將雙方終端指示燈

6、的正接至異或 門的2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)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對應(yīng)相連，輸入也就是輸出， 從而使計(jì)數(shù)器對脈沖不起作用。（5）勝負(fù)顯示電路設(shè)計(jì)由計(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)生一個上升沿， 使相應(yīng)的計(jì)數(shù)

7、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)的級連。（6）復(fù)位電路設(shè)計(jì)74LS193的清零端CR接一個電平開關(guān)，作為一個開關(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)。74LS90D的清零端RD也接一個電平開關(guān)， 作為勝負(fù)顯示器的復(fù)位來控制勝負(fù)計(jì)數(shù)器使 其重新計(jì)數(shù)。2.2. 工作原理拔河游戲機(jī)用9個電平指示燈排列成一行，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。移到任一方終端指示燈點(diǎn)亮，這一方就得勝，此時(shí)雙方 按鍵均無作用， 輸出保持，只

8、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)。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電 平指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)按動A、B兩個按鍵時(shí)，分別產(chǎn)生兩個脈沖信號，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。將雙方終端指示燈的正端分別經(jīng)一個或門和一個與非門后接到2個十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90D的使能端INA，當(dāng)任一方取勝，該方終端指示燈點(diǎn)亮，產(chǎn)生1個下降沿使其對

9、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)。3.3.設(shè)備及原器件介紹（1）+5V直流電源邏輯電平開關(guān)電阻1K（4個）電阻200（9個）（2）74LS1933線-8線譯碼器（2片）7 7（! !”5 51 1 1 1 1 1 i 1（3）74LS90D同步計(jì)數(shù)器（2片）U1174LS90D引出端功能符號：INB、INA時(shí)鐘輸入端RO1 RO 2清零端QAQD十?dāng)?shù)器輸出端R1R2十?dāng)?shù)器輸出端（4）74LS193同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器（1片）SSLfl7ii引出端功能符號：DOWN/ UP減/加輸入端BO、CO借位、進(jìn)位AD輸入端QAQD輸出端74LS082輸入與門（2片）74LS862

10、輸入異或門 （1片）四收獲、體會通過本次課程設(shè)計(jì)對數(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有很大聯(lián)系，但高于課本，一個看似很簡單的電路，要動手把它設(shè)計(jì)出來就比較困難了，要求我們在以后的學(xué)習(xí)中注意這一點(diǎn)，要把課本上所學(xué)到的知識和實(shí)際聯(lián)系起來，同時(shí)通過本次電路的設(shè)計(jì)，不但鞏固了所學(xué)知識，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。通過設(shè)計(jì)拔河游戲機(jī)控制電路，讓我對數(shù)字邏輯這門課有了更深刻的了解，對電子器件的認(rèn)識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)踐是分不開的。 只懂理論不行，當(dāng)你面對一堆元器件時(shí)，你會茫然不知所

11、措； 可只懂實(shí)踐也不行， 當(dāng)別人問你為什么會這樣，怎么樣才算正確，如果你說憑感覺是不足以服人的。學(xué)習(xí)的目的就是去應(yīng)用，只有實(shí)踐才能將書本知識轉(zhuǎn)化為實(shí)用的技能。(5)74LS00LOADCLR2輸入與非門預(yù)置數(shù)控制端清零端（9片）五、電路仿真圖5.15.1 整體電路圖74L&D30iU5EFdlS-CCD7/liLgiOIJ7iU ? r rnh.-1ht訶VDCW i卜iMy = !pl C -鳳j iit-VCikn1kQF4L SE PO74L$-74L50DDU1HT*t9W3EUBT4LS139EJLU125.25.2 仿真電路圖iU7A斗MIL弭啊U9壯Lg曲dlvcc5V741SW :他1kDJ2“L$WD.vcc“L$dOO -R4inU2B74CSG0D11DCD也W1 ML311U12Oft /謹(jǐn)： ： ： S：I IJ-:二二詡匚上二1974LSWD：（D07SD-U：1/ v?ncaU874LS13IQveeWIB： ： ：74LS13H WRIO R1 R2 R32000Q六、參考文獻(xiàn)1實(shí)用電子電路手冊北京：高等教育出版