拔河游戲機(jī)電路設(shè)計(jì)

1、 EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)題 目： 拔河游戲機(jī)電路設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械與電氣工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 教師職稱(chēng)： 2017年1月5日17機(jī)械與電氣工程學(xué)院EDA課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)專(zhuān)業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： EDA課程設(shè)計(jì)題目拔河游戲機(jī)電路設(shè)計(jì)EDA課程設(shè)計(jì)的任務(wù)、要求一、設(shè)計(jì)任務(wù)1設(shè)計(jì)一個(gè)能進(jìn)行拔河游戲的電路。電路使用15個(gè)（或9個(gè)）發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”，開(kāi)機(jī)后只有中間一個(gè)發(fā)亮，此即拔河的中心點(diǎn)。2由裁判下達(dá)比賽開(kāi)始命令后，甲乙雙方才能輸入信號(hào)，否則，輸入信號(hào)無(wú)效。3用數(shù)碼管顯示獲勝者的盤(pán)數(shù)，每次比賽結(jié)束自動(dòng)給獲勝

2、方加分。二、設(shè)計(jì)要求1查找資料，根據(jù)要求的格式，以設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)的形式寫(xiě)出設(shè)計(jì)方案的全過(guò)程；2學(xué)習(xí)使用Protel軟件，利用Protel完成原理圖繪制；3. 學(xué)習(xí)使用Multisim軟件，利用Multisim進(jìn)行仿真驗(yàn)證（或?qū)嵨矧?yàn)證）。參考文獻(xiàn)1 童詩(shī)白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）M.北京：高等教育出版社，2006.2 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.3 古良玲.電路仿真與電路板設(shè)計(jì)項(xiàng)目化教程(基于Multisim與Protel)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2014.4 瞿德福.實(shí)用數(shù)字電路手冊(cè)-(TTL CMOS) M.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.E

3、DA課程設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃起訖日期主要工作內(nèi)容2017.12.25-2017.12.25選題、調(diào)研、收集資料2017.12.26-2018.01.03繪制原理圖、調(diào)試運(yùn)行2018.01.04-2018.01.04撰寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)2018.01.05-2018.01.05EDA課程設(shè)計(jì)答辯指導(dǎo)教師： 年 月 日教研室意見(jiàn)負(fù)責(zé)人： 年 月 日目錄拔河游戲機(jī)電路設(shè)計(jì)1摘 要：1Abstract21 設(shè)計(jì)目的32 設(shè)計(jì)要求33 設(shè)計(jì)任務(wù)34 設(shè)計(jì)方案34.1 硬件設(shè)計(jì)5整形電路設(shè)計(jì)5編碼電路設(shè)計(jì)6譯碼電路設(shè)計(jì)7控制電路設(shè)計(jì)8顯示電路設(shè)計(jì)8計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì)9PCB原理圖114.2 軟件設(shè)計(jì)11總 結(jié)14參考

4、文獻(xiàn)15附錄16拔河游戲機(jī)電路設(shè)計(jì)朱路興摘 要通用模擬拔河運(yùn)動(dòng)的形式，以雙方手按按鍵的頻率來(lái)代替現(xiàn)實(shí)拔河運(yùn)動(dòng)中雙方的力量，頻率快者為勝方為勝方。具體為用2N+1個(gè)電平指示燈排列成一行，開(kāi)機(jī)后只有中間一個(gè)點(diǎn)亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持本課題模擬拔河運(yùn)動(dòng)的形式，以雙方手按按鍵的頻率來(lái)代替現(xiàn)實(shí)拔河運(yùn)動(dòng)中雙方的力量頻率快者一個(gè)按鍵迅速地、不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖，誰(shuí)按得快，亮點(diǎn)向誰(shuí)方向移動(dòng)每按一次亮點(diǎn)移動(dòng)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(wú)作用輸出保持只有經(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(pán)數(shù)。關(guān)鍵詞：拔河游戲機(jī) 脈沖 編碼. The circuit de

5、sign of the tug of war gamesZhu LuxingAbstractBoth universal analog form of tug-of-war hand press the frequency instead of the real power of the two sides in the tug-of-war frequency for the winner for the winner. Specific for with 2N+1 a level led arranged into line boot How only Middle a points br

6、ight to this as tug-of-war of center line game both the holding this subject simulation tug-of-war movement of form to both hand by press of frequency to instead of reality tug-of-war movement in the both of power frequency fast who a press quickly to, and constantly to by moving produced pulse who

7、by have fast highlights to who direction mobile each by once highlights mobile once. Any one Terminal light is lit which one prevailed both keys have no function outputs keep only after it has been reset to restore highlight to the centerline. Last number displays to show the winner. Keywords: Tug o

8、f war games Pulse Encoding 機(jī)械與電氣工程學(xué)院電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)目的1.通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，幫助同學(xué)們了解到課程設(shè)計(jì)在大學(xué)生活和學(xué)習(xí)當(dāng)中所占據(jù)的地位2.熟練使用Multisim、Altitum、單片機(jī)等仿真軟件的使用。3.通過(guò)課程設(shè)計(jì)幫助學(xué)生們?cè)趯?shí)際的動(dòng)手操作當(dāng)中加深對(duì)在課堂上所學(xué)到的知識(shí)的印象。2 設(shè)計(jì)要求1.要求所設(shè)計(jì)的電路必須采用數(shù)電模電或者單片機(jī)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真，并且要求學(xué)生能夠通過(guò)本次的設(shè)計(jì)能夠加深對(duì)仿真在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中的地位。2.要求所設(shè)計(jì)的模擬電路能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能。3.要求所設(shè)計(jì)的仿真電路在實(shí)際的仿真過(guò)程當(dāng)中能夠正常工作，無(wú)錯(cuò)誤。3 設(shè)計(jì)任

9、務(wù)設(shè)計(jì)出一款能夠?qū)崿F(xiàn)拔河游戲的仿真模擬電路，通過(guò)雙方按動(dòng)鍵位的頻率來(lái)模擬雙方所使用力的大小來(lái)進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，在任何一方獲得勝利之后，要求電路能夠自動(dòng)記錄器獲得勝利的盤(pán)數(shù)。要求學(xué)生必須采用數(shù)電模電或者單片機(jī)等專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)及和仿真，能夠正常的實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能，正常操作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，電路簡(jiǎn)單明了，使用的電子元件和芯片較少。4 設(shè)計(jì)方案采用數(shù)電模電等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真電路的模擬。采用該方案進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)和模擬工作，能夠較為簡(jiǎn)單的看出所設(shè)計(jì)的仿真模擬電路的工作原理以及操作方式，若采用單片機(jī)進(jìn)行仿真電路的模擬設(shè)計(jì)工作，使用的電子元件較少，電路看起來(lái)更加簡(jiǎn)單，但單片機(jī)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員有著較強(qiáng)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)

10、知識(shí)，能夠獨(dú)立完成程序的編寫(xiě)工作，且要熟練掌握單片機(jī)各個(gè)引腳所具有的功能，才能夠較好的完成仿真電路的設(shè)計(jì)任務(wù)和看出設(shè)計(jì)電路的工作原理。故本次設(shè)計(jì)采用數(shù)電模電等相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)。A方復(fù)位（裁判）輸出電路譯碼器電路可逆加/減計(jì)數(shù)器編碼電路輸入電路B方控制電路 圖4.1 拔河游戲機(jī)原理4.1 硬件設(shè)計(jì) 整形電路設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)不動(dòng)時(shí)整形電路給74LS193加法輸入端CPU 和減法輸入端CPD都是高電平，當(dāng)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)后由于“競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)”，74LS193的一個(gè)輸入端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖，而另一個(gè)滿足是高電平，從而74LS193實(shí)現(xiàn)一次加或減的計(jì)數(shù)。其中的1K歐電阻是為了保護(hù)電路。圖4.2整形電路原理圖編碼電路設(shè)計(jì)由雙

11、時(shí)鐘二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74LS193構(gòu)成，它有2個(gè)輸入端，4個(gè)輸出端，能進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)。通過(guò)編碼器來(lái)控制電平指示燈的顯示，加計(jì)數(shù)時(shí)向左移動(dòng)，進(jìn)行減計(jì)數(shù)時(shí)，向相反方向移動(dòng)。圖4.3編碼電路原理圖74LS193的真值表表4.1 74LS193真值表MRPLCPUCPDMODE（工作模式）HXXX清除LLXX預(yù)置LHHH保持LHH加計(jì)數(shù)LHH減計(jì)數(shù)譯碼電路設(shè)計(jì)由兩個(gè)38線譯碼器構(gòu)成一個(gè)416線的譯碼器，本組采用兩個(gè)74HC138芯片連接。由于74HC138有三個(gè)使能端，它必須在一個(gè)使能端高電平有效，兩個(gè)使能端低電平有效的情況下才能處于工作狀態(tài)。因此，本部分將其中右邊的74HC138芯片的高電平有效

12、的使能端接上家可逆計(jì)數(shù)器的D端，兩個(gè)低電平有效的使能端接地，當(dāng)D端輸出為“1”時(shí)，右邊芯片工作；將左邊芯片的高電平有效使能端接電源，兩個(gè)低電平有效的使能端接上家可逆計(jì)數(shù)器的D端，當(dāng)D端輸出為“0”時(shí)，左邊芯片工作。在兩片芯片的輸出端Y0Y7中選出9個(gè)接發(fā)光二極管，發(fā)光二極管的正端接電阻接電源，而負(fù)端接譯碼器輸出。由于74HC138芯片的輸出是低電平有效。所以，當(dāng)輸出為低電平時(shí)發(fā)光二極管指示燈點(diǎn)亮。譯碼管電路如下圖所示：圖4.4譯碼電路原理圖表4.2 74HC138的功能表控制電路設(shè)計(jì)與門(mén)的功能是有0出0，全1出1。圖4.5控制電路原理圖顯示電路設(shè)計(jì)當(dāng)哪方終端的發(fā)光二極管亮后，說(shuō)明哪一方贏了。經(jīng)

13、上網(wǎng)查資料得到綠色發(fā)光二極管的導(dǎo)通壓降是3.0V3.2V，正常發(fā)光時(shí)的額定電流是20mA，由此得出綠色發(fā)光二極管的內(nèi)阻是150歐160歐，然后用電壓表測(cè)了發(fā)光二極管兩端的電壓是5V，所以電路的總電阻是250歐，所以各路的發(fā)光二極管都應(yīng)串上90歐100歐的電阻來(lái)保護(hù)發(fā)光二極管不被燒壞。圖4.6顯示電路原理圖計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì)計(jì)數(shù)電路所使用的芯片是74LS90，74LS90能夠?qū)崿F(xiàn)多種計(jì)數(shù)功能，包括二進(jìn)制、五進(jìn)制和十進(jìn)制等多種計(jì)數(shù)功能。74LS90在實(shí)現(xiàn)不同的功能的時(shí)候，只需將不同的引腳連接到一塊，就能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能。 表4.3 74LS90功能表圖4.7 74LS90引腳圖通過(guò)將QA端與INB端

14、進(jìn)行短接，即可實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計(jì)數(shù)功能。在計(jì)數(shù)器的輸出端接一個(gè)譯碼管顯示電路即可顯示出A方和B方勝利的局?jǐn)?shù)，譯碼管顯示電路采用74LS48芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，在74LS48輸出端接共陰極七引腳顯示譯碼管，當(dāng)輸出端輸出十進(jìn)制信號(hào)的時(shí)候，即可顯示出相應(yīng)的數(shù)字。由于該計(jì)數(shù)器為下降沿觸發(fā)，故在信號(hào)的輸入端接一與非門(mén)，讓INA端長(zhǎng)期保持高電平，當(dāng)某一方獲勝之后，INA端變?yōu)榈碗娖?，?jì)數(shù)器在下降沿計(jì)數(shù)。圖4.8計(jì)數(shù)顯示電路原理圖原理圖圖4.9原理圖4.2 軟件設(shè)計(jì)圖4. 10仿真電路原理圖機(jī)械與電氣工程學(xué)院自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程設(shè)計(jì)圖4.12 B方獲勝原理圖總 結(jié)通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)，我們?cè)谶@當(dāng)中學(xué)習(xí)到了許多在課堂當(dāng)中學(xué)不到

15、的東西，其中最主要的就是對(duì)Multisim、Aultitum軟件以及單片機(jī)的仿真和Keil軟件的應(yīng)用，以及面對(duì)學(xué)習(xí)當(dāng)中遇到困難時(shí)要勇于面對(duì)，在失敗當(dāng)中學(xué)習(xí)到成功的經(jīng)驗(yàn)。在本次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，其中大部分的工作都是有我們學(xué)生自主完成，對(duì)于電路當(dāng)中的各個(gè)單元模塊的設(shè)計(jì)，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)并不簡(jiǎn)單，由于在實(shí)際的課堂學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，各個(gè)講師大部分都是在為我們講述各個(gè)電路的工作原理、調(diào)試方法以及各個(gè)模塊在電路當(dāng)中的作用，所以在EDA課程設(shè)計(jì)當(dāng)中我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路模塊的時(shí)候所采用的TTL和CMOS芯片都是通過(guò)自己查閱資料等方法，經(jīng)過(guò)多次的電路模擬仿真最終確定下來(lái)的。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索與嘗試，我們終于在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成

16、了課程設(shè)計(jì)，并保證電路能夠正常的運(yùn)行且能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的功能，這讓我們感受到了莫大的歡喜，給了我們學(xué)習(xí)上更大的動(dòng)力。在本次的EDA課程設(shè)計(jì)當(dāng)中各個(gè)指導(dǎo)教師最多只為我們提供設(shè)計(jì)電路的思路，對(duì)于各種元器件的選擇和電路的設(shè)計(jì)由我們學(xué)生自己完成。我們?cè)陔娐返脑O(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)汲取每次失敗的經(jīng)驗(yàn)，一步步的完成了本次的設(shè)計(jì)任務(wù)。本次課程設(shè)計(jì)豐富了我們的課外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，讓我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)當(dāng)中學(xué)習(xí)到了更多的關(guān)于課外的知識(shí)，讓我們了解到了知識(shí)的海洋是多么的廣闊，激發(fā)了我們對(duì)知識(shí)的海洋的探索興趣，且在本次的課程設(shè)計(jì)當(dāng)中，我們學(xué)習(xí)到的不僅是關(guān)于課程設(shè)計(jì)的各種知識(shí)，我們更是學(xué)習(xí)到了在探索未知的事物是永不放棄和努力克服困難的精神，本次的課程設(shè)計(jì)的經(jīng)歷，對(duì)我們將來(lái)的生活和工作乃至人生都會(huì)產(chǎn)生很大的積極影響。參考文獻(xiàn)1 童詩(shī)白，華成英.模擬電