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1、拔河游戏机控制电路的毕业设计 辽 宁 工 学 院电子技术根底课程设计(论文) 题目:拔河游戏机控制电路的设计 院(系): 电子与信息工程学院 专业班级: 电子082 学 号: 080404056 学生姓名: 张雪 指导教师: 教师职称: 起止时间: 课程设计(论文)任务及评语 院(系):信息科学与工程学院 教研室:电子信息工程学 号080404056学生姓名张雪专业班级电子082课程设计(论文)题目拔河游戏机控制电路的设计课程设计(论文)任务设计任务: 电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛或甲乙双方加裁判的三人游戏电路。由一排LED发光二极管表示拔河的“电子绳。由甲乙双方通过按钮开关使发光的
2、二极管向自己一方的终点延伸,当延伸到某方的最后一个LED管时,那么该方获胜。比赛开始,由裁判下达比赛命令后,甲乙双方才能输入信号,否那么,由于电路具有自锁功能,使输入信号无效。“电子绳至少由16个LED构成,裁判下达比赛命令后,位于“电子绳中点的LED发亮。甲乙双方通过按键输入信号,使发亮的LED向自己一方移动,并阻止其向对方延伸。当从中点至自己一方终点的LED全部发亮时,表示比赛结束,这时,电路自锁,保持当前状态不变,除非有裁判使电路复位。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。设计要求:1 .分析设计要求,明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标
3、及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较,以电路的先进性、结构的繁简、本钱的上下及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源,敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零,分解成假设干子系统或单元电路,逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明。指导教师评语及成绩 成绩: 指导教师签字: 年 月 日目录目录0第一章 拔河游戏机控制电路设计11.1拔河游戏机设计任务分析11.2拔河游戏机设计思路1第二章 总体设计方案22.1电路设计原理22.2电路的
4、工作原理图2第三章 拔河游戏机控制电路各单元电路设计43.1输入调整电路设计43.2中间级电路设计53.3输出级电路设计6第四章 设计总结7第五章 附录8拔河游戏机控制电路设计 数字电子技术课程设计是数字电子技术根底课程的实践性教学环节,是为了理论结合实际的电子根底知识,验证,稳固和消化电子技术根本知识,综合应用数字电子技术解决生产第一线的实际问题,提高根本的专业动手能力,进一步培养分析问题和解决问题的能力,以后更好的为社会效劳。 设计主要内容及要求 :1、设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。2、电路使用16发光二极管,开机后只有在拔河绳子中间的发光二极管亮。3、比赛双方各持一个按钮,快速不断
5、地按动按钮,产生脉冲,谁按得快,发光的二极管就向谁的方向移动,每按一次,发光二极管移动一位。4、亮的发光二极管移到任一方的终点时,该方就获胜,此后双方的按钮都应无作用,状态保持,只有当栽判按动复位后,在拔河绳子中间的发光二极管重新亮。5、用七段数码管显示双方的获胜盘数。比赛开始时,由裁判下达命令后,甲乙双方才能输入信号,否那么,由于电路具有自锁功能,使输入信号无效。 (2)“电子绳到少由16LED管构成, 裁判下达“开始比赛的命令后,位于“电子绳中点的LED点亮。甲乙双方通过按键输入信号,使发亮的LED管向自己一方移动,并阻止其向对方延伸。当从中点至自己一方终点的LED管全部点亮时,表示比赛结
6、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。总体设计方案 机需用15个(或9个)发光二极管排列成一行,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、不断地按动产生脉冲,谁按得快,亮点向谁方向移动,每按一次,亮点移动一次。移到任一方终端二极管点亮,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。显示器显示胜者的盘数。 图1为拔河游戏机的电路框图 图2拔河游戏机的整体电路图 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只电平指示灯点亮。当按动A、B两个按键时,分别产生两个脉冲信号,经整
7、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电平指示灯点亮并产生位移,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,而对输入脉冲不起作用。如按动复位键,亮点又回到中点位置,比赛又可重新开始。 将双方终端指示灯的正端分别经两个与非门后接到2个十进制计数器CC4518的使能端EN,当任一方取胜,该方终端指示灯点亮,产生1个下降沿使其对应的计数器计数。这样,计数器的输出即显示了胜者取胜的盘数。拔河游戏机控制电路各单元电路设计 整形电路由与非门和反向器等逻辑器件构成。因74LS191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,
8、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,假设直接由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。B 2个开关为2个玩家的输入,A、B为输出后接中间电路 编码器有二个输入端,四个输出端,要进行加 / 减计数,因此选用74LS193双时钟二进制同步加 / 减计数器来完成。 74LS193是可逆计数器,
9、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,假设直接由A、B键产生的脉冲加到5脚或4脚,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。 3.译码电路: 由4线-16线译码器CC4514构成。译码器的输出Y0
10、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.控制电路: 为指示出谁胜谁负,需用一个控制电路。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。此电路可由或非门74LS02构成。将双方终端指示灯的正接至或非门的2个输入端,当获胜一方为“1,而另一方那么为“0,或非门输出为“0,再送到74LS193计数器的置数端 ,于是计数器停止计数,处于预置状态,由于计数器数据端D0、D1、D2
11、、D3和输出Q0、Q1、Q2、Q3对应相连,输入也就是输出,从而使计数器对脉冲不起作用。 1、胜负显示电路由计数器CC4518和译码显示器构成。将双方终端指示灯正极经与非门输出后分别接到2个CC4518计数器的EN端,CC4518的两组4位BCD码分别接到实验箱中的两组译码显示器的8、4、2、1插孔上。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,假设1位数不够,那么进行2位数的级连。 2、复位: 74LS193的清零端CR接一个电平开关,作为一个开关控制,进行屡次比赛而需要的复位操作,使亮点返回中心点。CC4518的清零端RD也
12、接一个电平开关,作为胜负显示器的复位来控制胜负计数器使其重新计数。CC4518功能表下表所示,引脚排列见附录。输入输出功能时钟CP清零RD使能EN1全部为001加计数000保持00010设计总结课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。此课程设计,从理论到实践,学到了很多东西,同时不仅可以稳固以前所学过的知识,而且学到了很多书本上没有学到过的知识,通过这次课程设计懂得了理论与实践相结合是十分重要的。只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识于实践相结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能
13、力和独立思考能力。第五章 附录参考文献1、?电子技术根底(数字局部)?,康华光 主编,高等教育出版社,2006年。 2、?电子技术课程设计指导?,彭芥华 主编,高等教育出版社。 3、 刘德旺 韦穗林.电子制作实训M.北京:中国水利水电出版社,2004. 4、?电子技术根底 实验与课程设计?,高桔祥 主编, 易凡 副主编,电子工业出版社。5、徐国华,模拟及数字电子技术实验教程. 北京:航空航天大学出版社,2004 6、仁?,孙鹏,数字电子根底与设计.大连:大连理工大学出版社,2004器件清单器件名称型号数量器件名称型号数量双同步十进制计数器CC45181片电阻1K4个同步二进制可逆计数器74LS1911片反向器5个4线?16线译码器CC45141片与非门6个译码显示器2个LED16个
