电子拔河游戏Word下载.docx
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用键盘上的A键和Z键表示开关按钮。
用键盘上的S键来代替清零信号,每次比赛前都要进行清零,并使按钮开关复位。
(2)比赛开始,由裁判下达比赛命令后(用空格键代表裁判信号,按一下空格键),甲乙双方才能输入信号,否则,由于电路具有自锁功能,使输入信号无效。
裁判信号由键盘空格键来控制。
(3)“电子绳”由15个LED管构成,裁判下达“开始比赛”的命令后,按一下空格键,位于“电子绳”中点的LED发亮。
甲乙双方通过按键输入信号,用键盘上的数字键A键Z来模拟,按一下A向左移动,按一下Z键向右移动。
使发光的LED管向自己一方移动,并阻止向其对方延伸,谁按得快就向这一方移动。
当从中点至自己一方的最后一个LED管发亮是,表示比赛结束,这时,电路自锁,保持当前状态不变,除非由裁判使电路复位,并对获胜的一方计数器自动加一。
(4)记分电路用两位七段数码管分别对双方得分进行累计,在每次比赛结束时电路自动加分。
(5)双方得分计数器的清零信号由键盘上的数字键2、3键来实现。
当比赛结束时,计分器清零,为下一次比赛做好准备。
1.2总体设计方案框图
图1.1
第2章电子拔河游戏机各单元电路设计
2.1整形电路设计
图2.1
74LS193是可逆计数器,控制加减的CP脉冲分别加至和CPD和CPU,此时当电路要求进行加法计数时,减法输入端CPD必须接高电平;
进行减法计数时,加法输入端CPU也必须接高电平,若直接由A、Z键产生的脉冲加到CPU和CPD,那么就有很多时机在进行计数输入时另一计数输入端为低电平,使计数器不能计数,双方按键均失去作用,拔河比赛不能正常进行。
加一整形电路,使从A、Z按键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲,这样就减少了进行某一计数时另一计数输入为低电平的可能性,从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。
整形电路由与门74LS08和与非门74LS00构成。
2.2编码电路设计
倘若加法计数脉冲和减法计数脉冲来自两个不同的脉冲,则需要使用双时钟结构的加、减计数器计数。
编码电路由双时钟二进制同步可逆计数器74LS193构成,它有2个输入端,4个输出端,能进行加/减计数。
图2.2
2.3译码电路设计
选用两片3线—8线译码器,将其连接成4线—16线译码器(接线图参照附件整体电路图)。
译码器的输出Y0~Y15接LED发光二极管,LED阴极串电阻接地,而阳极接译码器;
这样,当输出为高电平时LED亮。
比赛准备,译码器输入为0000,Y0输出为1,中心处指示灯首先点亮,当编码器进行加法计数时,亮点向左移,进行减法计数时,亮点向右移。
图2.3
2.4控制调整电路设计
为指示出谁胜谁负,需用一个控制电路,由异或门74LS86和与非门74LS00构成,其作用是指示出谁胜谁负。
当亮点移到任何一方的终端时,判该方为胜,此时双方的按键均宣告无效。
将双方终端LED阳极接至异或门的2个输入端,当获胜一方为“1”,而另一方则为“0”,异或门输出为“1”,经与非门产生低电平“0”,再送到74LS193计数器的加减计数时钟输入端CPU/CPD,于是计数器停止计数,只有裁判按键复位,使中间的发光二极管亮,才能开始下一次的比赛。
图2.4
2.5胜负显示电路设计
由计数器74160和译码显示器构成。
将双方终端发光二极管阳极分别接到2个74160计数器的CLK端,74160输出端接BCD—七段显示译码器7448。
当一方取胜时,该方终端LED点亮,产生一个脉冲,使相应的计数器进行加一计数,于是就得到了双方取胜次数的显示。
在本次设计中采用的是十进制的计数器,所以最大只能计数到9,若想计数超过两位,可以通过组合芯片连接成两位计数器。
图2.5
2.6复位电路设计
74LS193的置数端接一个电平开关,作为裁判控制开关,进行多次比赛而需要的复位操作,使亮点返回中心点。
图2.6
第3章电子拔河游戏机整体电路设计
拔河游戏机用15个LED排列成一行,开机后只有中间一个点亮,以此作为拔河的中心线,游戏双方各持一个按键,迅速地、不断地按动产生脉冲,谁按得快,亮点向那方向移动,每按一次,亮点移动一次。
移到任一方终端指示灯点亮,这一方就得胜,此时双方按键均无作用,输出保持,只有裁判复位后,才使亮点恢复到中心线,为下一次的比赛做好准备。
可逆计数器74LS193原始状态输出4位二进制数0000,经译码器输出使中间的一个发光二极管点亮。
当按动A、Z两个按键时,分别产生两个脉冲信号,经整形后分别加到可逆计数器上,可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱动LED点亮并产生位移,当亮点移到任何一方终端后,由于控制电路的作用,使这一状态被锁定,不管A、Z怎么按键计数器都不工作。
同时来自控制电路的信号使获胜方的计数器工作,这样计数器的输出即显示了胜者取胜的盘数。
只有裁判按复位键后,才可以进行下一次的比赛。
(整体电子拔河游戏机的电路图在附件)
课程设计心得体会
刚开始做这个课程设计的时候感觉无从下手,通过网络和图书馆查阅相关的文献资料,思路才清晰。
大致的方框图已成型后,在整形电路上遇到了较大的困难,网上有已经做好的整形电路,知道这块电路的作用,但具体的工作原理开始不太明白,经过与同组同学的讨论,彻底明白了整形电路在整个电路中的作用。
根据自己设计的电路方框图,查阅需要用到的相关芯片的功能,再用PROTEL99SE把整体电路图画出来。
在设计过程中花费时间最多的就是各个芯片的连接方面,这种细节问题需要我们对芯片功能很熟悉而且能掌握整个电路原理,要求逻辑思路严谨。
通过这次拔河电子游戏的设计,让我对数字电子技术有了更深刻的认识。
在学习数字电子技术基础这门课的时候,学的电路和芯片都是零散的,没有组成一个整体,借这次课程设计让我更全面地了解数电,之前学习过程中遇到的一些小问题也迎刃而解了。
刚开始设计的时候确实挺痛苦的,通过自己的努力和同学之间的相互帮助终于取得了一些成绩与收获。
致谢
感谢电子工程学院能给我们安排这一门课程设计,感谢乔老师在我们遇到困难时给予我们指点和帮助,感谢同组同学给我提供的思路,通过大家的共同努力和讨论让我收获了更多。
参考文献
【1】《数字电子技术基础》高等教育出版社阎石2005年第五版
【2】《电子电路495例》科学出版社
【3】
【4】
附件
1电子拔河游戏机的整体电路图
2相关芯片的功能介绍
(1)74LS193
双脉冲可逆计数器,具有异步置零和异步预置数功能
(2)74LS138
3线—8线译码器74HC138的功能表
输入
输出
S1
S2’+S3’
A2A1A0
Y0’Y1Y2’Y3’Y4’Y5’Y6’Y7’
×
1
×
000
001
010
011
100
101
110
111
11111111
01111111
10111111
11011111
11101111
11110111
11111011
11111101
11111110
通过两片3线—8线译码器可以组成4线—16线译码器(参照整体电路图)
(3)74LS160
74LS160为同步十进制加法计数器其功能表为
CLK
RD’
LD’
EPET
工作状态
↑
11
0
置零
预置数
保持
保持(但C=0)
计数