数字电路课程设计拔河游戏机.docx

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数字电路课程设计拔河游戏机

数字电子技术课程设计

项目：

拔河游戏机

姓名：

钟伟纯

专业：

11通信工程1班

学号：

201141302114

2012.12

数字电子技术课程设计

1、设计任务及要求

1.1设计目的

掌握四数计数器CC4518，CC40193的原理及使用，显示电路原理。

熟悉与与门、与非门、异或门的使用。

掌握实验电路的工作原理。

培养独立分析故障及排除故障的能力。

1.2实验器材

1、＋5V直流电源2、译码显示器

3、逻辑电平开关

4、CC45144线－16线译码／分配器1只

CC40193同步递增／递减二进制计数器1只

CC4518十进制计数器1只

CC4011与非门3只

CC4081与门1只

CC4030异或门1只

电阻1K4只

1.3实验原理

给定实验设备和主要原件器材，按照电路的各部分组成合成一个完整的拔河游戏机。

拔河游戏机需要使用15个（或9个）发光的二极管排列成一行，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、不断按动产生脉冲，谁按得快亮点向谁的方向移动，每按一次亮点移动一次。

移动到任意一方的终端二极管点亮，这一方就取得了胜利。

此时双方的按键均不起作用，输出保持，只有经复位后才使亮点恢复到中心线。

显示器显示胜者的盘数。

2、设计总体框图

3、实验部分器件示意图

1、74LS00的引脚图。

2、74LS02的引脚图。

3、74LS08的引脚图。

4、74LS193的引脚图。

5、4线－16线译码器CC4514的引脚图。

6、CC4518的引脚图。

4、功能模块设计

4.1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。

4.2整形电路

由与门74LS08和与非门74LS00构成。

因74LS193是可逆计数器，控制加减的CP脉冲分别加至5脚和4脚，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、B键产生的脉冲加到5脚或4脚，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A、B二键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲，这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。

4.3译码电路

由4线－16线译码器CC4514构成。

译码器的输出Y0～Y15中选出15个接电平指示灯，电平指示灯的负端接地，而正端接译码器；这样，当输出为高电平时电平指示灯点亮。

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，亮点向右移，进行减法计数时，亮点向左移。

4.4计数电路

由计数器74LS193N和译码显示器构成。

当一方取胜时，该方终端指示灯发亮，产生一个上升沿，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，若1位数不够，则进行2位数的级连。

4.5胜负显示电路

CC4518双四位异步BCD码加法计数器

Cr：

异步清零端（复位端），高电平有效。

CP，EN：

计数器工作状态控制与时钟脉冲输入端。

QD，QC，QB，QA：

计数器四位数据输出端。

4.6复位电路

（1）将来关C置高，通过CC4518的清零端RD使数码管显示为0。

在总电路中，使甲乙双方比赛之前，完成复位的作用。

（2）将C置低，使CC4518进入计数功能，当通过开关A给左边的CC4518加脉冲时，经过它的计数功能，它所接的译码显示器开始显示数据，从0加到9。

在总的电路中，CC4518的脉冲是通过乙方的最左端的发光二极管发光来给的，故当乙方最左端的二极管发光使，乙方的胜负显示器上便会加数，来说明乙方获胜。

（3）将C置低，使CC4518进入计数功能，当通过开关B给右边的CC4518加脉冲时，经过它的计数功能，它所接的译码显示器开始显示数据，从0加到9。

在总的电路中，CC4518的脉冲是通过甲方的最右端的发光二极管发光来给的，故当甲方最右端的二极管发光使，甲方的胜负显示器上便会加数，来说说明甲方获胜。

五、总原理图

总原理图

（1）将开关C、D先置高，即通过74LS193的清零端CR和CC4518的清零端RD使中心发光二极管发光和胜负显示器为0。

（2）将开关C、D先置低，即使74LS193的清零端CR和CC4518的清零端RD为低，使74LS193和CC4518进入工作状态，此时甲乙双方分别快速按动键A、B，使74LS193计数器进行加减运算，可以看到发光二极管左右移动，上图中为甲方获胜的情形，下图为乙方获胜的情形。

甲乙双方的得分为1:

1。

六、课程设计总结

拔河游戏机共有15个发光二级管，开机后只有中间一个发亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地，不断地按动以产生脉冲，谁按的快，亮点就向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次，移到任一方终端二极管发亮，这一方就得胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经复位后才使亮点恢复到中心线,用七段数码管显示胜者取胜的盘数。

本实验通过设计多谐振荡器提供输入脉冲，用可逆计数器，译码器，将甲乙双方的输入转换为脉冲，再经过译码，显示译码器和七段数码管实现电路的记分功能。

用开关设计的裁判可以实现电路的记分和清零功能。

在设计中需要分步实现不同的功能，编码功能、整形功能等等，在不同功能设计中需要使用不同的元件，根据元件的物理属性来实现该功能。

7、实验心得

经历了一天多时间来完成数字电子技术课程设计，由于在课程设计中涉及到了许多不熟悉的元件所以在设计中采用了一些在实验课中接触过的元件来代替，其实现目的是相同的只是在实现方法上略有差异。

通过本次的拔河游戏机课程设计使得自己对课本上的理论知识有了更为一步的理解，通过查阅图书资源、电子文献资源完成了此次课程设计，学有所获！

当然最重要的是自己在实验之前与队友努力预习了一番。