乒乓球比賽游戲機(jī)設(shè)計(jì)與制作報(bào)告

乒乓球比賽游戲機(jī)目錄1摘要 12設(shè)計(jì)任務(wù) 13“對(duì)象”總體設(shè)計(jì) 33.1設(shè)計(jì)方法 33.2球臺(tái)電路設(shè)計(jì) 33.3驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì) 43.4計(jì)分電路設(shè)計(jì) 53.4總體電路的設(shè)計(jì) 74設(shè)計(jì)仿真 85測(cè)試及分析 95.1測(cè)試結(jié)果 95.2測(cè)試分析 10參考文獻(xiàn) 111摘要兩人乒乓球游戲機(jī)是由發(fā)光二極管代替球的運(yùn)動(dòng)，并按照一定的規(guī)則進(jìn)行對(duì)壘比賽。甲乙雙方擊球用開關(guān)表示，當(dāng)甲乙按動(dòng)開關(guān)時(shí)，球向前運(yùn)當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到某方的最后一位時(shí)，參賽者應(yīng)立即按下自己一方的按鈕，即表示擊球。若未擊中表示對(duì)方得分，利用計(jì)數(shù)器連接成九進(jìn)制計(jì)數(shù)器記分每局九分。當(dāng)二者任意一方得分為九分時(shí)發(fā)生報(bào)警信號(hào)。2設(shè)計(jì)任務(wù)1、設(shè)計(jì)一個(gè)甲、乙雙方參賽，裁判參與的乒乓球比賽游戲模擬機(jī)。2、用8個(gè)發(fā)光二極管排成一條直線，以中點(diǎn)為界，兩邊各代表參賽雙方的位置，其中點(diǎn)亮的發(fā)光二極管代表“乒乓球”的當(dāng)前位置，點(diǎn)亮的發(fā)光二極管依次由左向右或由右向左移動(dòng)。3、用兩個(gè)按鈕（J1、J2）分別表示甲乙兩個(gè)球員的球拍，裁判按下發(fā)球開關(guān)（J3）后比賽開始，當(dāng)球（被點(diǎn)亮的那只LED）移動(dòng)到某方的最后一位時(shí)，參賽者應(yīng)該果斷按下自己的按扭使“球”轉(zhuǎn)向，即表示啟動(dòng)球拍擊中，若行動(dòng)遲緩或超前，表示未擊中或違規(guī)，則對(duì)方得一分。一方得分時(shí)，裁判按下發(fā)球開關(guān)后方能繼續(xù)比賽。4、設(shè)置自動(dòng)計(jì)分電路，雙方各用二位數(shù)碼管來顯示計(jì)分，每局九分。到達(dá)九分時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)（亮燈）。5、裁判按下清零開關(guān)（J4）后可以開始新一輪的比賽。任務(wù)流程圖圖1任務(wù)流程圖3“對(duì)象”總體設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)方法根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該電路須設(shè)計(jì)3塊短路完成球臺(tái)驅(qū)動(dòng)、控制和計(jì)分功能。該乒乓球游戲機(jī)電路主要有3塊電路：球臺(tái)驅(qū)動(dòng)電路、控制電路和計(jì)分電路組成。電路設(shè)計(jì)原理圖如下圖2：時(shí)鐘信號(hào)源按鍵電路時(shí)鐘信號(hào)源按鍵電路發(fā)光二極管球臺(tái)驅(qū)動(dòng)電路控制電路LED數(shù)碼管1顯示譯碼器1計(jì)數(shù)器1LED數(shù)碼管2顯示譯碼器2計(jì)數(shù)器2cpJ1、J2J3、J4CNT圖2電路設(shè)計(jì)原理圖3.2球臺(tái)電路設(shè)計(jì)球臺(tái)電路通過兩個(gè)4位上相移位寄存器74LS194接成一個(gè)8位的移位寄存器。具體接法為：將第一片的左移串行輸入端SL接到第二片的Q0端，將第二片的右移串行輸入端接到第一片的Q3端，然后將第一片的D0端和第二片的D3端制1，同時(shí)將剩余的其他幾個(gè)輸入端制0。其功能表如下表1：D清零S1S0工作狀態(tài)01111××00011011置零保持右移左移并行輸入表1移位寄存器功能表功能說明：1、當(dāng)D=0，其他輸入端均為任意值，寄存器輸出Q0、Q1、Q2、Q3均為0。清除后，置D=1。此功能對(duì)應(yīng)于裁判員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化。2、當(dāng)D=S1=S2=1時(shí)，送入任意的4位二進(jìn)制數(shù)，當(dāng)下一個(gè)上升沿到來時(shí)，將Q0、Q1、Q2、Q3置成相應(yīng)的狀態(tài)。3、當(dāng)D=1、S1=0、S0=1時(shí)，由右移輸入端SR輸入二進(jìn)制碼1000，通過時(shí)鐘脈沖CP依次右移。此功能對(duì)應(yīng)于乒乓球右移。4、當(dāng)D=1、S1=1、S0=0時(shí)，由右移輸入端SR輸入二進(jìn)制碼0001，通過時(shí)鐘脈沖CP依次左移。此功能對(duì)應(yīng)于乒乓球左移。根據(jù)設(shè)計(jì)原理，使用multisim繪制并通過仿真的電路圖如下：圖3球臺(tái)電路電路圖3.3驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)該電路塊由兩片74LS74、兩個(gè)與門74LS09、兩個(gè)與非門74LS00和一個(gè)或門74LS32構(gòu)成，74LS74為上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，~PR為置1端（低電平有效），~CLR為置0端（低電平有效）。J3控制D觸發(fā)器的~CLR端，當(dāng)J3按下（J3=0）時(shí)，兩片D觸發(fā)器反相輸出端均為1即S1=S0=1，通過接入74LS194，實(shí)現(xiàn)并行輸入，此時(shí)甲或乙按下自己的發(fā)球開關(guān)就可以發(fā)球。當(dāng)J1按下（J1=1）時(shí)，J1=P0=L1=1，通過各門電路將1D置為0，2D置為1，將兩片74LS74的CLK信號(hào)置為1，則D觸發(fā)器反相輸出端~Q1、~Q2分別為1、0即S0=1,S1=0，實(shí)現(xiàn)甲發(fā)球，且發(fā)球后球右移。相反情況時(shí)，當(dāng)J2=1時(shí)，J2=P3=L8=1，D觸發(fā)器反相輸出端分別為0、1即S0=0,S1=1，實(shí)現(xiàn)乙發(fā)球，且發(fā)球后球左移。當(dāng)球運(yùn)行到L1時(shí)，若J1按下（J1=1），則擊中球。J1=P0=L1=1，通過各門電路將1D置為0，2D置為1，將兩片74LS74的CLK信號(hào)置為1，則D觸發(fā)器反相輸出端~Q1、~Q2分別為1、0即S0=1,S1=0，球反相右移。當(dāng)球運(yùn)行到L8時(shí)，若J2按下（J2=1），則擊中球。J2=P3=L8=1，D觸發(fā)器反相輸出端分別為0、1即S0=0,S1=1，球反相左移。根據(jù)設(shè)計(jì)原理，使用multisim繪制并通過仿真的驅(qū)動(dòng)控制電路電路圖如下：圖4驅(qū)動(dòng)控制電路電路圖3.4計(jì)分電路設(shè)計(jì)計(jì)分電路以乙的計(jì)分電路為例進(jìn)行說明。本電路主要由二片74LS160十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、二片74LS48譯碼器、一片74LS04非門、一片74LS09與門構(gòu)成。當(dāng)球（被點(diǎn)亮的那只LED）移動(dòng)到某方的最后一位時(shí)，參賽者應(yīng)該果斷按下自己的按扭使“球”轉(zhuǎn)向，即表示啟動(dòng)球拍擊中，若行動(dòng)遲緩或超前，表示未擊中或違規(guī)，則對(duì)方得一分。同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160的功能表如下：~CLR~LOADENPENT工作狀態(tài)×0×××置零10××預(yù)置數(shù)×1101保持×11×0保持（但C=0）1111計(jì)數(shù)由計(jì)數(shù)器74LS160的功能表可知，~CLR=~LOAD=ENT=ENP=1時(shí)工作狀態(tài)為計(jì)數(shù)。RCO為進(jìn)位輸出端，即當(dāng)計(jì)數(shù)為9分時(shí)RCO輸出一個(gè)高脈沖。將第一片74LS160的Q1、Q3相與作為第二片74LS160的時(shí)鐘構(gòu)成100進(jìn)制計(jì)數(shù)器。若甲擊中球則S1由1跳變?yōu)?，若甲若行動(dòng)遲緩或超前，既未擊中或違規(guī)則在裁判按下發(fā)球開關(guān)之前S1持續(xù)為1。選用ENP、ENT作為74LS160的計(jì)數(shù)控制端，ENP、ENT均和S1相連，L1和J1相與后取反作為74LS160計(jì)數(shù)脈沖，即可完成對(duì)乙的計(jì)分。同理選用ENP、ENT作為74LS160的計(jì)數(shù)控制端，ENP、ENT均和S0相連，L8和J2相與后取反作為74LS160計(jì)數(shù)脈沖，即可完成對(duì)甲的計(jì)分。根據(jù)設(shè)計(jì)原理，使用multisim繪制并通過仿真的計(jì)分電路圖如下：圖5計(jì)分電路電路圖3.4總體電路的設(shè)計(jì)根據(jù)上述三個(gè)模塊電路，將它們按一定的次序進(jìn)行組合并通過仿真，即可得到下面的總電路：圖6總電路電路圖4設(shè)計(jì)仿真圖7仿真結(jié)果—初始狀態(tài)圖8仿真結(jié)果—乙方獲勝圖9仿真結(jié)果—甲方獲勝5測(cè)試及分析5.1測(cè)試結(jié)果圖10測(cè)試結(jié)果—初始狀態(tài)圖11測(cè)試結(jié)果—乙方獲勝圖12測(cè)試結(jié)果—甲方獲勝5.2測(cè)試分析完成功能：1、裁判按下發(fā)球開關(guān)（J3）后比賽開始。2、甲乙方參賽者擊中“球”后“球”會(huì)轉(zhuǎn)向；若行動(dòng)遲緩或超前，對(duì)方得一分。3、一方得分后，裁判按下發(fā)球開關(guān)后方能繼續(xù)比賽。4、甲、乙任一方達(dá)九分時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)（亮燈）。5、裁判按下清零開關(guān)（J4）后可以開始新一輪的比賽。參考文獻(xiàn)【1】伍時(shí)和.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).北