射擊自動(dòng)報(bào)靶器

1、課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目： 射擊自動(dòng)報(bào)靶器 學(xué)生姓名： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 日 期： 2016 年 4 月 8 日射擊自動(dòng)報(bào)靶器1、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求射擊自動(dòng)報(bào)靶器（中）（1）用11個(gè)開關(guān)信號模擬環(huán)數(shù)取樣信號，分別表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10）環(huán)，其中0表示沒射中，每次射擊完畢后立刻顯示環(huán)數(shù)。（2）每個(gè)人可以射擊5次，5次后射擊次數(shù)自動(dòng)清零，表示此人不能再射擊。（3）自動(dòng)統(tǒng)計(jì)累計(jì)環(huán)數(shù)并顯示。（4）自動(dòng)統(tǒng)計(jì)中靶次數(shù)并顯示。二、方案設(shè)計(jì)與論證射擊自動(dòng)報(bào)靶器包括編碼器，譯碼器，加法器，計(jì)數(shù)器，寄存器，門電路等一些基本元件組成。電

2、路的原理框圖如下圖1所示： 圖1，射擊自動(dòng)報(bào)靶器原理圖方案一、（1） 選用十一個(gè)開關(guān)，分別代表打靶成績：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10環(huán)，其中10環(huán)用A顯示。（2） 選用74LS148優(yōu)先編碼器，將兩個(gè)編碼器、非門和與非門連接成164線優(yōu)先編碼器，對十一個(gè)摸擬信號進(jìn)行編碼。（3） 計(jì)數(shù)器電路為射擊次數(shù)計(jì)數(shù)選74LS161計(jì)數(shù)器，射擊次數(shù)部分用反饋置零法接成5進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并用十一個(gè)開關(guān)模擬信號用組合邏輯電路連接成CP脈沖，當(dāng)?shù)谖宕紊鋼敉瓿闪⒓辞辶?。?） 用2個(gè)74LS283全加器連接成加法器電路。實(shí)現(xiàn)對五射擊靶數(shù)的累加。（5） 用兩片74S175四位寄存器，對加法電路的每次輸出結(jié)

3、果進(jìn)行寄存。（6） 選用七段顯示譯碼器對單次靶數(shù)、射擊次數(shù)、中靶總數(shù)成績進(jìn)行顯示。3、 單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1、 開關(guān)模擬環(huán)數(shù)取樣信號電路單元設(shè)計(jì) 圖2 開關(guān) 該單元利用開關(guān)來模擬數(shù)字電路中的高電平與低電平，高電平用二進(jìn)制數(shù)1表示，低電平用二進(jìn)制數(shù)0表示。因此用十一個(gè)開關(guān)來摸擬高低電平，并送入芯片74LS148優(yōu)先編碼器進(jìn)行編碼。從而達(dá)到了模擬打靶環(huán)數(shù)的目的。2、 優(yōu)先編碼器單元電路設(shè)計(jì) 圖3、優(yōu)先編碼器單元電路該單元電路用到兩片74LS148優(yōu)先編碼器，將第1片的EO'接第2片的EI' 端，則只有當(dāng)?shù)?片沒有編碼輸入信號時(shí)，第2片才能工作，這樣就把兩片74LS148進(jìn)行了優(yōu)

4、先權(quán)排隊(duì)，第1片的優(yōu)先權(quán)高于第2片。由于每片74LS148本身已經(jīng)對它的8個(gè)輸入端按優(yōu)先權(quán)高、低進(jìn)行了排隊(duì)，所以就形成了164優(yōu)先編碼器。輸出最高位則由第1片的GS'產(chǎn)生。3、 計(jì)數(shù)器和CP脈沖單元電路設(shè)計(jì) 圖4、計(jì)數(shù)器和CP脈沖單元電路射擊次數(shù)計(jì)數(shù)部分的 CP脈沖是由十一個(gè)開關(guān)模擬信號通過組合邏輯電路連接而成的，這個(gè)CP脈沖同時(shí)也是一個(gè)74LS161寄存器的CP脈沖。將計(jì)數(shù)器用反饋置零法接成5進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其它沒有引腳接相應(yīng)的高低電平。這樣射擊次數(shù)的功能就實(shí)現(xiàn)了。4、 加法和寄存單元電路設(shè)計(jì) 圖5、加法和寄存單元電路加法器電路是由2個(gè)74LS283全加器組成的一個(gè)四位串行進(jìn)位加法器電路

5、，其輸入為編碼器輸出的四位二進(jìn)制數(shù)和由寄存器寄存的上一次的射擊環(huán)數(shù)，沒用到的引腳則接相應(yīng)的高低電平。這樣就實(shí)現(xiàn)了對射擊環(huán)數(shù)的累加。寄存器部分則用兩個(gè)74S175對加法器的每次結(jié)果進(jìn)行寄存，在CP脈沖的每個(gè)上升沿寄存器的內(nèi)容更新一次。此組合邏輯電路是為了實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制數(shù)到八位8421BCD碼的轉(zhuǎn)換而設(shè)計(jì)的。比從而可以實(shí)現(xiàn)用兩個(gè)七段顯示譯碼器來顯示總成績。4、 總電路工作原理及元器件清單1、 總原理圖； 圖6、總原理圖2 電路完整工作過程描述打開仿真，電路開始工作后，由開關(guān)控制輸出模擬的環(huán)數(shù)取樣信號，每次打開一個(gè)開關(guān)，輸出一組二進(jìn)制代碼和一個(gè)由處理產(chǎn)生的CP脈沖。這組代碼經(jīng)過16-4線優(yōu)先編碼器進(jìn)行編

6、碼并輸出，然后在七段顯示譯碼器上顯示出這次射擊的環(huán)數(shù)，這就是單次射擊的環(huán)數(shù)。由開關(guān)模擬的環(huán)數(shù)取樣信號處理而形成的CP信號則直接對統(tǒng)計(jì)射擊次數(shù)的計(jì)數(shù)器起作用，同樣也是每個(gè)下降沿來計(jì)數(shù)加一。這個(gè)CP信號還通過一個(gè)非門與兩個(gè)74S175寄存器的CLK相連，從而控制寄存器內(nèi)容的更新，每一個(gè)上升沿更新一次。優(yōu)先編碼器產(chǎn)生的四位二進(jìn)制代碼將輸入到六位串行進(jìn)位加法器中，與寄存器所寄存的數(shù)相加，相加后的結(jié)果就寄存在寄存器中寄存器寄存的六位二進(jìn)制數(shù)則輸入8421BCD碼轉(zhuǎn)換組合邏輯電路中，經(jīng)過轉(zhuǎn)換后輸出的8位8421BCD碼能過兩個(gè)七段顯示譯碼器顯示，從而顯示出總的命中靶數(shù)。3 元件清單元件型號數(shù)量備注74LS

7、1611計(jì)數(shù)器SWITCH11模擬打靶環(huán)數(shù)74LS2832全加器7SEG-BCD4七段顯示譯碼 器74S1752寄存器74LS148、74LS173、NOT、OR、NONT9各門電路5、 仿真調(diào)試與分析打開Proteus仿真開關(guān)，如果一開始開關(guān)打8環(huán)開關(guān)時(shí)，7段顯示譯碼器是不會(huì)顯示8的，射擊次數(shù)也不會(huì)計(jì)算；如果打了9環(huán)開關(guān)再打8環(huán)開關(guān)，然后關(guān)閉9環(huán)開關(guān)。7段顯示譯碼器才會(huì)顯示8，并且計(jì)數(shù)器與打靶總數(shù)有數(shù)字顯示。經(jīng)過百度查明，是Proteus軟件本身的問題。6、 結(jié)論與心得通過這次射擊自動(dòng)報(bào)靶器的實(shí)驗(yàn)，以前我都很簡單的認(rèn)為一個(gè)產(chǎn)品很容易就做出來了，現(xiàn)在我知道了每一個(gè)產(chǎn)品都需要很復(fù)雜的工序。通過這

8、次的課程設(shè)計(jì)我們學(xué)到許多的東西。遇到難題，耐心分析，解決問題。設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的過程中我們會(huì)遇到一些困難這是很正常的事，但是不能一遇到問題就慌了，要耐心的分析問題并解決，要懂得善于運(yùn)用手上的資源，如數(shù)電課本、手機(jī)上網(wǎng)的資源，把自己需要的知識都查詢出來，再慢慢的理解與鉆研。努力把不懂的地方弄懂。我還深深的理解到仿真的重要性。它不僅能提高我們的動(dòng)手能力，鍛煉了我們的連線能力以及檢查電路正確的能力，在沒有實(shí)物進(jìn)行操作的時(shí)候，它可以為我們以后是實(shí)物操作打下一定的基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)合作，不懂請教。這次課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作，有些時(shí)候我們也需要?jiǎng)e人的幫助，比如說當(dāng)我們把元器件連接錯(cuò)的時(shí)候，自己一個(gè)人很難找到錯(cuò)誤，就需要

9、別人幫忙，無形中培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作的精神。有的時(shí)候可能遇到一些問題自己不能解決，這時(shí)我們應(yīng)該虛心像同學(xué)請教，不要怕同學(xué)會(huì)取笑，任何人都有不懂的時(shí)候，而且不恥下問，也是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。遇到困難的問題，多一些請教同學(xué)，學(xué)習(xí)一下他們是從哪一個(gè)方面實(shí)考這個(gè)問題，或者他們個(gè)人的見解等。只能這樣才能有助于我們更好的解決問題。還要有提前做好準(zhǔn)備工作的準(zhǔn)備，在開始動(dòng)手之前，我們必須要把各種芯片器件的功能弄清楚，還有他們的原理圖以及引腳的功能等等。還有以及如何拓展，把仿真中沒有的器件在仿真中用不同的器件組裝出來。只有把這些真正的搞懂之后才能順利完成設(shè)計(jì)。這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和求知欲興趣，所以實(shí)驗(yàn)是

10、最好的“老師”。平時(shí)上課教學(xué)中存在較多的抽象概念，復(fù)雜的數(shù)電，各種元件的功能與引腳等，它們又各自怎么連接在一起來實(shí)現(xiàn)功能的，但都是很模糊的一種，可能只存在我們的腦海想象中。但是通過實(shí)驗(yàn)，我們就能加強(qiáng)動(dòng)手的能力，培養(yǎng)我們對數(shù)電的興趣，提高我們的思維能力與獨(dú)立動(dòng)手的能力。我覺得課程設(shè)計(jì)是理論與實(shí)踐相結(jié)合的，通過課程設(shè)計(jì)我們可以更好的理解課本中的相關(guān)知識，對課本中的理論知識就有了一個(gè)更加深入了解；同時(shí)還可以將我們所學(xué)習(xí)的課本知識很靈巧的應(yīng)用于實(shí)際生活當(dāng)中，這就更好的達(dá)成了教學(xué)任務(wù)。與此同時(shí)，我們不再是那種只會(huì)讀課本知識而無法應(yīng)用于實(shí)踐，相反的，通過課程設(shè)計(jì)不僅使我們對課本知識有了更深入的理解，還使我

11、們成為具有一定動(dòng)手實(shí)踐的能力。最重要的是課程設(shè)計(jì)可以提高我們的邏輯思維能力以及解決實(shí)際問題的能力。課程設(shè)計(jì)雖然結(jié)束了，但是我們還有很多的事情要做，對仍然不熟悉或不了解的知識點(diǎn)我們要盡快的去學(xué)習(xí)了解，對課程設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題我們還要去認(rèn)真的分析研究。還有我們還需要去增自 己的動(dòng)手能力，去不斷的鍛煉，只有這樣該課程設(shè)計(jì)才能發(fā)揮最大的作用。設(shè)計(jì)過程中，在一次又一次的失敗面前，我們沒有退縮，而是勇敢的去面對，積極的去解決，充分運(yùn)用所學(xué)知識和他人的幫助，最終取得了成功。通過親自動(dòng)手連線，試驗(yàn)，遇到問題，解決問題，我們鞏固了書本的知識，同時(shí)也學(xué)到了新的學(xué)問，明白了實(shí)踐的可貴性。動(dòng)手能力的提高，細(xì)心與耐心的培養(yǎng)，品嘗自己勞動(dòng)成果的喜悅，是我們在這次課程設(shè)計(jì)中最大的收獲。學(xué)習(xí)不僅需要智力、能力，更需要求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神。學(xué)習(xí)過程中不僅培養(yǎng)我們獨(dú)立分析問題和解決問題的能力，更是提高我們的動(dòng)手能力與創(chuàng)新能力。7