數(shù)電電子拔河游戲機(jī)報(bào)告

課題：電子拔河游戲機(jī)學(xué)校:系別：電子工程系班級：姓名：組員：學(xué)號：指導(dǎo)老師：目錄一．設(shè)計(jì)任務(wù)分析……………………1二．拔河游戲機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)…………………22．1設(shè)計(jì)思路………22．2電路原理圖……………………22．3電路工作原理…………………32．4各單元電路的設(shè)計(jì)……………4三．元器件的使用……………………6四．電路仿真結(jié)果……………………7五．總結(jié)…………………75.1實(shí)驗(yàn)評價(jià)………75.2心得體會………7參考文獻(xiàn)…………………8附錄………………………9設(shè)計(jì)任務(wù)分析電子拔河游戲機(jī)功能描述：1整體描述：電子拔河游戲機(jī)是一種能容納甲乙雙方參賽或甲乙雙方加裁判的三人游戲電路。由一排16個(gè)LED發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過按鈕開關(guān)使發(fā)光的LED管向自己一方的終點(diǎn)延伸，當(dāng)延伸到某方的最后一LED管時(shí)，那么該方獲勝，并對獲勝次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，連續(xù)比賽多局以定勝負(fù)。用鍵盤上的A鍵和Z鍵表示開關(guān)按鈕。用鍵盤上的S鍵賴代替清零信號，每次比賽前都要進(jìn)行清零，并使按鈕開關(guān)復(fù)位。2、比賽開始，由裁判下達(dá)比賽命令后〔，用空格鍵代表裁判信號，摁一下空格鍵〕，甲乙雙方才能輸入信號，否那么，由于電路具有自鎖功能，使輸入信號無效。裁判信號由鍵盤空格鍵來控制。3“電子繩”由16個(gè)LED管構(gòu)成，裁判下達(dá)“開始比賽”的命令后，摁一下空格鍵，位于“電子繩”中點(diǎn)的LED發(fā)亮。甲乙雙方通過按鍵輸入信號，用鍵盤上的數(shù)字鍵A鍵Z鍵來模擬，摁一下A向左移動(dòng)，摁一下Z鍵向右移動(dòng)。使發(fā)亮的LED管向自己一方移動(dòng)，并阻止其向?qū)Ψ窖由?，誰摁得快就向這一方移動(dòng)。當(dāng)從中點(diǎn)至自己一方的最后一個(gè)LED管發(fā)亮?xí)r，表示比賽結(jié)束，這時(shí)，電路自鎖，保持當(dāng)前狀態(tài)不變，除非由裁判使電路復(fù)位，并對獲勝的一方計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。4記分電路用兩位七段數(shù)碼管分別對雙方得分進(jìn)行累計(jì)，在每次比賽結(jié)束時(shí)電路自動(dòng)加分。5、雙方得分計(jì)數(shù)器的清零信號由鍵盤上的數(shù)字鍵2，3鍵來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)比賽結(jié)束時(shí)，計(jì)數(shù)器清零，為下一次比賽做好準(zhǔn)備。本課題的主要任務(wù)是讓拔河游戲機(jī)的電平指示燈由中點(diǎn)向我方延伸，而阻止其向?qū)Ψ窖由??？梢栽O(shè)想用可預(yù)置的加/減計(jì)數(shù)器作主要器件，用計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)通過譯碼器控制電平指示燈的顯示狀態(tài)。如當(dāng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行加法計(jì)數(shù)時(shí)，發(fā)亮的電平指示燈向甲方延伸，相反，進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí)，發(fā)亮的電平指示燈向相反方向移動(dòng)。當(dāng)移動(dòng)到一方的終點(diǎn)就就把電路鎖定，此時(shí)雙方按鍵均無作用，只有裁判員按了復(fù)位按鍵雙方才能繼續(xù)下一盤的比賽，而計(jì)數(shù)器就記錄雙方的獲勝的次數(shù)。總體方案設(shè)計(jì)2．1設(shè)計(jì)思路：(1)本課題所設(shè)計(jì)的拔河游戲機(jī)由15個(gè)電平指示燈排列成一行，開機(jī)之后只有中間一個(gè)電平指示燈亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個(gè)按鍵，迅速地、不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點(diǎn)向誰方向移動(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，這一方就獲勝，此時(shí)雙方按鍵均無作用，輸出保持，只有經(jīng)裁判復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心線。(2)當(dāng)一局比賽結(jié)束后,由點(diǎn)亮該終點(diǎn)燈的信號使電路封鎖加減脈沖信號的作用.即實(shí)現(xiàn)電路自鎖,使加家減脈沖無效。同時(shí)，使計(jì)分電路自動(dòng)加分。(3)控制電路局部應(yīng)能控制由振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號進(jìn)入計(jì)數(shù)器的加減脈沖的輸入端，其進(jìn)入方向那么由參賽雙方的按鍵信號決定。2．2電路原理圖：圖一，圖二分別為拔河游戲機(jī)的電路框圖、整機(jī)邏輯圖。2．3電路工作原理：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Y0點(diǎn)亮。當(dāng)按動(dòng)A、B兩個(gè)按鍵時(shí)，分別產(chǎn)生兩個(gè)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(dòng)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(dòng)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)兩個(gè)與非門后接到2個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器CC4518的使能端EN，當(dāng)任一方取勝，該方終端指示燈點(diǎn)亮，產(chǎn)生1個(gè)下降沿使其對應(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)。2．4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(gè)輸入端，4個(gè)輸出端，能進(jìn)行加／減計(jì)數(shù)。通過編碼器來控制電平指示燈的顯示，加計(jì)數(shù)時(shí)向右移動(dòng)，進(jìn)行減計(jì)數(shù)時(shí)，向相反方向移動(dòng)。電路圖如下：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；進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí)，加法輸入端CPU也必須接高電平，假設(shè)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€(gè)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)。電路圖如下列圖所示：3.譯碼電路：由4線－16線譯碼器CC4514構(gòu)成。譯碼器的輸出Y0～Y15中選15個(gè)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，Y0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。電路圖如下列圖所示：4.控制電路：LD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。將雙方終端指示燈的正接至異或門的2個(gè)輸入端，當(dāng)獲勝一方為“1”，而另一方那么為“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,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D0、D1、D2、D3和輸出Q0、Q1、Q2LD5.勝負(fù)顯示：由計(jì)數(shù)器CC4518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(gè)CC4518計(jì)數(shù)器的EN端，CC4518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(gè)上升沿，使相應(yīng)的計(jì)數(shù)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，假設(shè)1位數(shù)不夠，那么進(jìn)行2位數(shù)的級連。電路圖如下：6.復(fù)位控制：74LS193的清零端CR接一個(gè)電平開關(guān)，作為一個(gè)開關(guān)控制，進(jìn)行屢次比賽而需要的復(fù)位操作，使亮點(diǎn)返回中心點(diǎn)。CC4518的清零端RD也接一個(gè)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)。其中CC4518功能表下表所示：輸入輸出功能時(shí)鐘CP清零RD使能EN×1×全部為0↑01加計(jì)數(shù)00↓↓0×保持×0↑↑0010↓元器件的使用及其引角圖：3．1元器件的選用：CC45144線—16線譯碼器1片CC4518雙同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器1片74LS193同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器1片74LS00四2輸入與非門2片74LS02四2輸入或非門1片CC4511七段數(shù)碼管的譯碼芯片2片電阻：1KΩ4個(gè)電阻：200Ω29個(gè)(各原器件的引角圖見附錄)電路仿真結(jié)果：總結(jié)5．1實(shí)驗(yàn)評價(jià)：本課題所設(shè)計(jì)的拔河游戲機(jī)主體大概是由15個(gè)電平指示燈組成“電子繩”，由可逆計(jì)數(shù)器74LS193構(gòu)成編碼電路，由譯碼器CC4514構(gòu)成譯碼器電路，由計(jì)數(shù)器CC4518作為勝負(fù)的顯示。但不難想象，73LS193可以由兩片的74LS192組成16進(jìn)制計(jì)數(shù)器所代替，這一點(diǎn)是可以改良的。還有就是電路的主體局部還可以用移位存放器所代替，由于時(shí)間的關(guān)系，留待以后思考。5．2心得體會：課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.回憶起此次拔河游戲機(jī)課程設(shè)計(jì)，至今我仍感慨頗多，確實(shí)，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐，在這一個(gè)星期的日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以穩(wěn)固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的很多的缺乏，自己知識的很多漏洞，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比方說觸發(fā)器的運(yùn)用還是不怎么熟識，對73LS193計(jì)數(shù)器的邏輯功能還是不怎么了解,……看到了自己根底知識還是不夠扎實(shí)，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比擬缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還待急需提高。通過這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過的知識重新溫故。在這個(gè)過程中，也曾經(jīng)因?yàn)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺乏失落過，也曾經(jīng)仿真成功而熱情高漲。生活就是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見證著收獲。雖然這只是一次的較簡單的課程設(shè)計(jì)，可是也消耗了我們不少的心血。無論如何，就當(dāng)它是一次數(shù)電的復(fù)習(xí)課吧！為期考作了一次好好的復(fù)習(xí)！通過這次的課程設(shè)計(jì)，知識上的不但有了重要收獲，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無止境的道理。我們每一個(gè)人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我大學(xué)旅途上一個(gè)非常美好的回憶！參考文獻(xiàn)：1、《電子技術(shù)根底實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》高桔祥主編電子工業(yè)出版社2、《電子線路實(shí)驗(yàn)》(第二版)方建中主編浙江大學(xué)出版社3、《數(shù)字電路設(shè)計(jì)與制作》