西北工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計

西北工業(yè)大學(xué)-0-西北工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計報告題目:簡易拔河游戲機(jī)學(xué)院:動力與能源學(xué)院班級:07031201學(xué)生:馬英博2012301728同組學(xué)生:王海強(qiáng)2012301735日期:2015年1月14日目錄課程設(shè)計目的

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4設(shè)計任務(wù)與要求????????????????????????

4方案設(shè)計????????????????????????5單元電路設(shè)計與參數(shù)計算

????????????????9電路的安裝與調(diào)試????????????

??????????16遇到問題的解決方法????????????????????

17結(jié)論與心得

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18題目：簡易拔河游戲機(jī)課程設(shè)計目的1)鞏固和加深所學(xué)電子技術(shù)課程的基本知識，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力；2)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選用參考書、查閱手冊、圖表和文獻(xiàn)資料的能力，提高學(xué)生獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力3)通過設(shè)計方案的分析比較、設(shè)計計算、元件選繹及電路安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)．初步掌握單實(shí)用電路的工程設(shè)計方法．4)提高學(xué)生的動手能力．掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會對簡單實(shí)用電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和對整機(jī)指標(biāo)的測試方法，5)了解與課題有關(guān)的電路以及元器件的工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計任務(wù)書的要求編寫設(shè)計說明書，能正確反映設(shè)計和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路固等．設(shè)計任務(wù)與要求任務(wù)：設(shè)計可用于兩人進(jìn)行拔河游戲的電路設(shè)計要求：用排成一排的七個LED燈表示繩子用兩個按鍵，分別為參賽的兩名選手通過按動按鍵的快慢表示選手拔河力量的大小任何一方得勝后立即封鎖按鍵，同時獲勝方勝利局?jǐn)?shù)記錄值加1，直到復(fù)位按鍵按下后方可繼續(xù)進(jìn)行下一局比賽可預(yù)置N局M勝制；顯示方式：2個一位十進(jìn)制數(shù)顯示。全場比賽結(jié)束后封鎖按鍵，然后LED燈移動閃爍三、方案設(shè)計總體設(shè)計思路：要用排成一排的七個LED燈代表繩子，則七個LED燈中要有一個與其他的六個不一樣，用點(diǎn)亮來表示該燈，則LED燈應(yīng)與74LS138三——八譯碼器的輸出相連。繩子移動，即LED燈的移動點(diǎn)亮問題，可以看出三——八譯碼器輸入接的是一個計數(shù)器。雙方拔河時，以按鍵的快慢來使燈的點(diǎn)亮左右移動，可以看出一方的按鍵進(jìn)行加法計數(shù)，一方的按鍵進(jìn)行減法計數(shù)。結(jié)束時，LED燈的閃爍，需要一個計數(shù)器接入74LS138的輸入端，計數(shù)器的cp信號有555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器提供。74LS138有兩路輸入信號，因此需要進(jìn)行選擇，所以還需要一個2選1數(shù)據(jù)選擇器來選擇究竟輸出哪一路信號。方案一：電路的主體部分，當(dāng)選手按鍵時，其中一個選手的按鍵進(jìn)行加法計數(shù)，另一個選手的按鍵進(jìn)行減法計數(shù)，七個LED燈分別接的74LS138的、、、、、、。兩個選手控制的計數(shù)器的輸出，與比賽結(jié)束后控制的計數(shù)器的輸出，通過2選1數(shù)據(jù)選擇器74LS157輸出到74LS138的數(shù)據(jù)輸入端口。74LS138的輸出端、通過非門之后分別連到用于控制記錄選手獲勝局?jǐn)?shù)的計數(shù)器74LS161的cp脈沖輸入端口。、再連到選手所控制的計數(shù)器的CT端，當(dāng)一局比賽結(jié)束之后，封鎖計數(shù)器，及封鎖選手按鍵，直到復(fù)位按鍵按下后方可進(jìn)行下一局比賽。進(jìn)行獲勝局?jǐn)?shù)統(tǒng)計的兩個74LS161的輸出分別接到全加器74LS283的輸入端的A組端口、B組端口。74LS283的輸出端接比較器74LS85的其中一組輸入端口，與另一組輸入端口的輸入數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)兩組端口輸入相等時，當(dāng)他們之和為預(yù)制比賽局?jǐn)?shù)時，封鎖控制端口，同時選擇74LS157的另外一路輸入信號，即LED燈閃爍顯示。方案二：電路的主體部分，當(dāng)選手按鍵時，他們所控制的計數(shù)器都進(jìn)行加法計數(shù)，其中一個計數(shù)值的高三位直接接到74LS283全加器的一組輸入端口的低三位，高位接0，另一個計數(shù)值的高三位求反后接到74LS283全加器的另一組輸入端口的低三位，高位接1，進(jìn)位輸入端口接1。即用一個選手的計數(shù)值家另一個選手的計數(shù)值的補(bǔ)碼。七個LED燈分別接的是74LS138的、、、、、、通過非門之后的輸出。兩個選手控制的計數(shù)器的輸出，與比賽結(jié)束后控制的計數(shù)器的輸出，通過2選1數(shù)據(jù)選擇器74LS157輸出到74LS138的數(shù)據(jù)輸入端口。74LS138的輸出端、通過非門之后分別連到用于控制記錄選手獲勝局?jǐn)?shù)的計數(shù)器74LS161的cp脈沖輸入端口。、再連到選手所控制的計數(shù)器的CT端，當(dāng)一局比賽結(jié)束之后，封鎖計數(shù)器，及封鎖選手按鍵，直到復(fù)位按鍵按下后方可進(jìn)行下一局比賽。進(jìn)行獲勝局?jǐn)?shù)統(tǒng)計的兩個74LS161的輸出分別接到兩個比較強(qiáng)74LS85的輸入端的其中一組端口，當(dāng)有一個選手的獲勝局?jǐn)?shù)與預(yù)置數(shù)相等時就停止比賽，封鎖輸入端口，LED燈閃爍顯示。分析：因?yàn)橐蠹茨苓M(jìn)行加法計數(shù)，用能進(jìn)行減法計數(shù)時，需要用到可逆計數(shù)器，考慮到這個電路比較復(fù)雜，同時又因?yàn)檫M(jìn)行N局M勝制的過程中，方案一中的全場比賽結(jié)束的控制電路要求就算其中一名選手已獲勝M(fèi)局還是必須打滿N局，才能結(jié)束比賽。而方案二中在比賽一方獲勝M(fèi)局之后就會結(jié)束所有比賽。經(jīng)過以上分析決定選擇方案二。電路主體部分的結(jié)構(gòu)示意圖：四、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算1）電路原理圖數(shù)據(jù)的比較當(dāng)A=2，B=1（相當(dāng)于7），則有A-B=1，用補(bǔ)碼表示=1當(dāng)A=2，B=2（相當(dāng)于6），則有A-B=0，用補(bǔ)碼表示=0當(dāng)A=2，B=3（相當(dāng)于5），則有A-B=-1，用補(bǔ)碼表示=7當(dāng)A=1，B=2（相當(dāng)于6），則有A-B=-1，用補(bǔ)碼表示=7當(dāng)A=2，B=2（相當(dāng)于6），則有A-B=0，用補(bǔ)碼表示=0當(dāng)A=3，B=2（相當(dāng)于6），則有A-B=1，用補(bǔ)碼表示=1ABAB求取2個數(shù)的差值時，只能使用補(bǔ)碼計算當(dāng)0010-0001=0010+（1111）補(bǔ)碼=0001當(dāng)0010-0010=0010+（1110）補(bǔ)碼=0000當(dāng)0010-0011=0010+（1101）補(bǔ)碼=1111當(dāng)0001-0010=0010+（1110）補(bǔ)碼=1111當(dāng)0010-0010=0010+（1110）補(bǔ)碼=0000當(dāng)0011-0010=0010+（1110）補(bǔ)碼=0001舍去最高位，得到所需結(jié)果，見電路比較、求差值、求補(bǔ)碼、譯碼和顯示電路如下：2）55定時器構(gòu)成的多諧振蕩器3）55構(gòu)成的用于消除抖動的單穩(wěn)觸發(fā)器4）路的主體部分注意：開關(guān)A和B分別接的是單穩(wěn)觸發(fā)器。5）獲勝局?jǐn)?shù)計數(shù)及結(jié)束控制電路接74LS138的輸出端口接74LS138的輸出端口接74LS157的選擇端口接74LS138的輸出端口接74LS138的輸出端口接74LS157的選擇端口6)總體電路圖五、電路的安裝與調(diào)試首先領(lǐng)取電路所需的元器件，按照電路圖所示連接電路，我們采取的是分割之后，每個人連一半，連好之后進(jìn)行整體連接。當(dāng)我們連好之后，我們發(fā)現(xiàn)除了很大的問題。比想象中的差了好多。我們線檢查了電源，發(fā)現(xiàn)好多芯片的Vcc和GND都沒有連接，連上之后，雖然好了很多，但是還是不能正常完成功能，接下來我們進(jìn)行電路的分塊檢查。首先檢查數(shù)碼管的顯示問題，當(dāng)給它們對應(yīng)的數(shù)器接上cp脈沖的時候，他們都可以正常顯示。接下來檢查當(dāng)比賽結(jié)束時，用于封鎖電路的輸出是否正確，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)顯示不正確，仔細(xì)檢查了它的每個管腳之后，原來是有個銜接差了，改過之后連接正確了。然后就是檢查另一半電路的問題了，經(jīng)過連接cp脈沖的檢查發(fā)現(xiàn)拔河功能能夠正常實(shí)現(xiàn)。接下來就是整個電路的對接了，對接也沒有問題。但是在比賽結(jié)束后，LED燈全亮，沒有發(fā)生閃爍。然后，我們就檢查了555多諧振蕩器的輸出，發(fā)現(xiàn)它一直輸出的是高電平。接下來，就是檢查電路的整體功能的實(shí)現(xiàn)了，我們發(fā)現(xiàn)在拔河的比賽中，在全場比賽結(jié)束，即一方達(dá)到預(yù)置局?jǐn)?shù)時，因?yàn)橛袝r候反饋時間的快慢會讓計數(shù)器記一下數(shù)在鎖定。在后來的調(diào)試中，要么是小燈不按照拔河按鈕經(jīng)行跳動，要么就是不閃爍，電路總體呈現(xiàn)出十分不穩(wěn)定的狀態(tài)，多次檢查任然沒有徹底解決問題。經(jīng)過商量，我們都同意重連，每連一個元件檢查一段電路，通過加電容的方法，我們獲得了基本穩(wěn)定的CP信號，小燈能正常工作。當(dāng)我們把兩部分再次組裝上時，問題有很多。什么電路接線不穩(wěn)定啊，數(shù)碼管壞了啊，不過進(jìn)過一天的調(diào)試，把問題都找到啦，最終正常拔河。除了線路有點(diǎn)亂一切都好。六、遇到問題的解決方法在實(shí)際實(shí)驗(yàn)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)和仿真還是有些區(qū)別的，首先，仿真反應(yīng)時間比較慢，所有在電路的周期控制上需要改變，要適當(dāng)加大一些電阻、電容的值。而且試驗(yàn)中不像在電腦山仿真那樣的精確，經(jīng)常是已經(jīng)連好的線路圖，就是簡簡單單的碰了幾下就又變得不行了，有事要好久的時間來檢查，在實(shí)驗(yàn)過程中一定要輕拿輕放，做到膽大心細(xì)，只有這樣才有可能把實(shí)驗(yàn)做好結(jié)論與心得在實(shí)驗(yàn)大樓兩周的在設(shè)計過程中，熱情一直很高漲。本來選的是第三個題目，但是一點(diǎn)兒思路也沒有，電路圖遲遲設(shè)計不出來，所以最后換成了第二個拔河比賽。其實(shí)做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，但是在實(shí)際操作中經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時間用去很多。我覺得在這次課程設(shè)計過程中，收獲最大的就是了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。比如一些芯片的功能，平時