象棋快棋赛电子裁判计时器的设计.docx
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象棋快棋赛电子裁判计时器的设计
课程设计
象棋快棋赛电子裁判计时器的设计
电科一班指导老师吴敏
设计成员
1设计目的及要求
(1)设计目的
根据象棋快棋赛的规则,红黑双方对弈时间累计均为三分钟,超时判负。
(2)设计要求
●甲乙双方的计时器为一个秒时钟,双方均用3位数码管显示,预订的初始时间为三分钟,采用倒计时方式,通过按钮启动,由本方控制对方,比如甲方走完一步棋后必须按一下甲方的按键,该按钮启动乙方倒计时。
同理,乙方走完一步棋后必须按一次乙方的按键,该按键启动甲方倒计时。
●超时发出报警判负。
●累计时间设置可以改变。
1工作原理及系统方框图
如图1.为总体方框图。
其工作原理为:
接通电源后,主持人通过控制开关设置计数器的初值,即倒计时累计初始值。
然后比赛开始,如果甲先走,则乙方按下按钮,甲方的计时器开始倒计时,甲方走完一步之后,甲按下按钮,甲方计时器停止倒计时,乙方计时器开始倒计时,依此进行电子倒计时;相反如果乙方先走,则过程基本是相同的。
当甲乙双方其中一个计时器倒计时到零后,蜂鸣器开始报警,则蜂鸣器报警的那一方就被判定为输。
当需要再次使用时,主持人通过开关重新对计数器置数,然后再开始比赛。
(本实验设计采用甲和乙共用一个按钮)。
1.单元电路设计
本文主要分三大部分,计数器部分,译码显示部分,报警部分。
(1)计数器电路
参考电路如图2.所示。
该电路完成三个功能:
一是计数功能;二是由裁判开关控制计数器置数,设置倒计时器的初始值;三是为译码电路提供输入。
由于题目要求是倒计时,所以我们这里要选择减法计数器或者是可逆计数器,本文选用的是可逆计数器74LS192;由于是十进制的,所以需要三位数码管分别显示个位、十位、百位,显示的是计数器的输出通过译码电路出来的结果。
工作过程:
通过裁判开关对控制个位、十位、百位的计数器进行置数,控制个位的计数器置数端都接低电平,控制十位的置数端低三位接低电平,高位接高电平,控制百位的计数器最低位接高电平,高三位接低电平。
这样经过译码显示电路之后显示出来的分别就是“0”、“8”、“1”。
图中QA,QB,QC,QD接译码部分的输入端。
最后一个计数器的BON端接报警电路。
图2.计数器电路
(2)报警电路
参考电路如图4.所示。
该部分主要功能是报警。
显示器作为一个非门的输出,输入为端为BO。
图4.报警电路
(3)开关和甲乙控制电路
此部分电路有与门和非门控制。
SPACE开关为置数开关,为裁判控制。
M开关为甲乙共用开关。
比赛开始时,由裁判扳置数开关,使显示器
显示为180,然后再由裁判扳置数开关启动比赛同时为一方计数。
比赛
过程中,由甲乙轮流控制M开关为对方计数。
(4)与门和非门
本实验与门为两输入与门,但因芯片原因,在实验中采用了三输入与门7411。
只需将其中一个输入端接入高电平便可充当两输入与门。
非门采用的是7404
芯片。
2.调试过程
计数器调试过程
如图7.计数器74LS192接线图,编译成功后,进行仿真,ABCD输入端给0,当LDN端为0时,此时计数器置数,输出都为零,然后在clk的下一个时钟周期,计数器开始正常计数。
同理,我们用同样的方式调试控制十位和百位的计数器。
仿真图如图8.
图7.控制个位显示的计数器的调试图
图8.74LS192仿真图
(5)设计总图
(6)连接实物图
。
3.设计结论
通过运用6片74ls192,2片7404,2片7411构成了甲乙两人的电子裁判计时器,比赛开始,对计数器置数,使得两人计数初值为180秒,然后其中一个按下按键,己方的计时器停止计数,对方的计时器开始倒计时,当有人计时器记到0时,显示器报警。
通过简单的数字逻辑电路,完成了我们需要的电子裁判计时器功能。
4.设计心得与总结
通过本次课程设计,掌握了不少芯片的用法,再一次巩固了知识。
在接线的过程中,明显感觉自己动手能力不足,认识到了自己的缺点,以后要多多锻炼。
一开始连接电路时,大家一起动手,忙的不亦乐乎,但效率明显太低。
最后大家分配任务,各司其职,效率明显提升。
在这过程中,我们懂得了合作的重要性。
7.参考文献
[1]吴敏电工电子实验与仿真安徽人民出版社
[2]阎石.数字电子计数基础第四版.高等教育出版社
8.附录
表1.总体器件表
器件名称
数量
74LS192
6
7411
2
7404
2
表2.74LS192功能表
CLR
LDN
DN
UP
模式
1
*
*
*
清零
0
0
*
*
置数
0
1
1
1
保持
0
1
上升沿
1
加计数
0
1
1
上升沿
减计数