数电课程设计剪刀石头布游戏Word文档格式.docx
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第三系统设计方案...........................5
第四实验心得体会..............................11
第五参考文献.....................................11
一：
论文题目：
剪刀石头布电子游戏设计电路
二：
课程论文要求
1.IC1和IC2能对100kHz振荡信号进行记数.
2.摁下S1,S2发光二级管A、B、C和a、b、c循环闪亮.
3.松开控制按钮S1,S2,此时VL1~VL3和VL4~VL6中只有一只发光二级管仍点亮,而每个发光二级管代表不同的意思红色代表“剪刀”，绿色代表“石头”，黄色代表“布”。
三：
设计过程
该”剪刀,石头,布”电子游戏电路由振荡电路,电源电路,控制电路,和LED显示电路四部分组成,总电路图如图
（2）所示.
功能描述:
振荡电路振荡工作,其振荡频率为100KHz.当游戏的甲乙双方同时按下控制按纽S1,S2时,LS290和LS138开始对100KHz的振荡信号进行计数,LS138Y0端~Y3端依次轮流输出高电平,使代表”石头”,”剪刀”,”布”的发光二级管ABC和abc不停地循环闪亮,随后甲,乙双方同时松开控制按纽S1和S2,此时A~B和a~b中各有一个发光二级管仍点亮,通过比较两只点亮的发光二级管所表示的文字或图案（“石头”,”剪刀”,”布”）,即可分出胜负.若两只点亮的发光二级管均表示同一中文字或图形,则为和局.
电路图如下：
二、系统设计方案
该方案电路有振荡电路,电源电路,控制电路和LED显示电路组成.
（1）振荡电路:
555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。
本课程设计中利用它构成多谐振荡器，即将Vi1和Vi2连在一起接成施密特触发器，然后再将Vo经RC积分电路接回输入端就可以了，为了减轻门G4的负载，在电容C的容量较大时不宜直接由G4提供电容的充、放电流。
为此，在下图中将TD与R1接成一个反相器，它的输出V`O与VO在高、低电平状态上完全相同。
由此接成多谐振荡器，如下图所示：
图（3）
555定时器的内部电路图及引脚图如下，
555的真值表如下：
工作原理
接通电源后，Vcc通过R1、R2对C充电，uc上升。
开始时Uc<
Vcc，即复位控制端TH<
Vcc，置位控制端
<
Vcc，定时置位器，Q=1，
=0，放电管截止。
随后，当uc
Vcc时，复位控制端TH>
Vcc,置位控制端
>
Vcc,定时器复位，Q=0，
=1，放电管饱和导通，C通过R2经V放电，Uc下降。
当Uc<
Vcc，又回到复位控制端TH<
C停止放电而重新充电。
如此反复，形成振荡波形如图所示：
由上图中VC的波形求得电容C的充电时间T1和放电时间T2各为
T1
0.7（R1+R2）C
T2
0.7R2C
周期T=T1+T2
0.7（R1+R2）C+0.7R2C=0.7（R1+R2）C
（2）控制电路:
控制电路由控制按钮S1,S2组成.
74LS290是异步二-五-十进制计数器，74LS290由两个独立的二进制和五进制计数器组成。
CP0和CP1为下升沿有效的时钟脉冲输入端，二进制计数器对CP0计数，计数输出为Q0；
五进制计数器对CP1计数，计数输出为Q3Q2Q1，其中Q3为最高位。
R0A和R0B为置0端，S9A和S9B为置9端。
本设计中的LS290是将Q0与
连接，计数脉冲CP由
输入，这样即组成了标准的8421码十进制计数器，因为输出端只连接Q0、Q1，又与R01、R02通过一个与门相连，当输出为11时，置零，所以输出为循环进行的00
01
10
74LS138为3线－8线译码器，共有54/74S138和54/74LS138两种线路结构型式，其74LS138的工作原理如下：
当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/（G2A）和/（G2B））为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
74LS138功能:
利用G1、/（G2A）和/（G2B）可级联扩展成24线译码器；
若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。
若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器.
用与非门组成的3线-8线译码器74LS138
71LS138有三个附加的控制端、和。
当、时，输出为高电平（S＝1），译码器处于工作状态。
否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，如表3.3.5所示。
这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。
输入
输出
A1A0
LL
LHH
LH
HLH
HL
HHL
（4）LED显示电路:
LED显示电路由计数分配器集成电路74LS290、LS138,发光二级管ABCabc（A和a代表”石头”,B和b代表”剪刀”,C和c代表”布”,二级管M1,M2和M3组成。
振荡电路振荡工作,其振荡频率为100KHz.当游戏的甲乙双方同时按下控制按纽S1,S2时,LS290和LS138开始对100KHz的振荡信号进行计数,其Y0端~Y3端依次轮流输出高电平,使代表”石头”,”剪刀”,”布”的发光二级管ABC和abc不停地循环闪亮,随后甲,乙双方同时松开控制按纽S1和S2,此时ABC和abc中各有一个发光二级管仍点亮。
比较电路
甲输出的情况用发光二极管A、B、C、来表示
乙输出的情况用发光二极管a、b、c、来表示
A与a发光二极管亮是表示出的是剪刀。
B与b发光二极管亮是表示出的是石头
C与c发光二极管亮是表示出的是布
ABC
abc
甲胜
乙胜
和局
100
灭
亮
010
001
3元器件清单
元件
数量
LS290计数器
LS138译码器
2个
NE555定时器
1个
1N4148型硅开关二级管
直径为5mm的发光二级管:
红色
黄色
绿色
电容:
100u耐压值大于10V
电阻:
100k
5.1k
微型动合开关
导线夹子
若干
五、实验心得体会：
通过本次的课程设计，不仅对数字电路的理论知识有了更加深刻的了解，还提高了对Protel99电路仿真软件的运用能力。
在本次实验中，使我了解到了数字电路在实际生活中的具体及广泛的应用，使我对数字电路的学习星期更加浓厚。
我终于明白了学习数字电路不能只停留在理论知识上面，要结合实际操作才能更好的学好数字电路。
才能更好的为社会、为人民做出贡献。
在此次的课程设计实验中，我总结了以下点经验：
（1）、在画电路图的仿真过程中使用PROTEL绘图软件，感觉有的地方有些困难，在以后的学习中，要加强电子线路CAD方面的知识
（2）、布线时,应该合理安排每个元器件的位置,特别是芯片,考虑到的每个功能的管脚的位置、使焊接时尽量减少飞线，以便减少麻烦和浪费导线。
（3）、焊接电路过程中，电烙铁与电路板有些地方接触时间过长，导致电路板局部有烧黑现象发生，到时造成虚焊。
电烙铁焊接元器件时，应尽量减少接触时间，以免造成器件的损害。
（4）、焊接完毕后，安装芯片时，要注意芯片引脚与底座正确相对应，以免烧坏芯片。
（5）、仔细检查电路后再接通电源。
以免造成电路板的损害。
以致前功尽弃。
虽然在这次的课程设计中遇到种种问题，但是最终还是解决了。
这次的实验虽然不能说是完美的完成，但还是能较好的体现其功能，算是比较顺利的完成本次的课程设计。
通过该次实验不仅完成了对理论知识的深化，动手能力的提高，还拓展了许多课外知识。
六．参考文献
（1）《科教,娱乐应用电路集粹》，机械工业出版社.
（2）.阎石《.数字电子技术基础第四版》。
高等教育出版社.
（3）.谢自美《.电子线路设计-实验-测试第三版》，华中科技大学出版社
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