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1、. . . EDA课程设计报告书题 目：拔河游戏机电路设计 学院：机械与电气工程学院专业：电气工程与其自动化班级：姓 名：学 号：指导教师：教师职称：2017年1月5日 / 机械与电气工程学院EDA课程设计任务书专业：电气工程与其自动化 班级： ： 学号：EDA课程设计题目拔河游戏机电路设计EDA课程设计的任务、要求一、设计任务1设计一个能进行拔河游戏的电路。电路使用15个（或9个）发光二极管表示拔河的“电子绳”，开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。2由裁判下达比赛开始命令后，甲乙双方才能输入信号，否则，输入信号无效。3用数码管显示获胜者的盘数，每次比赛结束自动给获胜方加分。二、设计要求
2、1查找资料，根据要求的格式，以设计报告书的形式写出设计方案的全过程；2学习使用Protel软件，利用Protel完成原理图绘制；3. 学习使用Multisim软件，利用Multisim进行仿真验证（或实物验证）。参考文献1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础（第四版）M.：高等教育，2006.2 阎石.数字电子技术基础（第五版）M.：高等教育，2006.3古良玲.电路仿真与电路板设计项目化教程(基于Multisim与Protel)M.：机械工业，2014.4瞿德福.实用数字电路手册-(TTL CMOS) M.：中国标准，2013.EDA课程设计工作进度计划起讫日期主要工作容2017.12.25-
3、2017.12.25选题、调研、收集资料2017.12.26-2018.01.03绘制原理图、调试运行2018.01.04-2018.01.04撰写设计报告书2018.01.05-2018.01.05EDA课程设计答辩指导教师： 年 月 日教研室意见负责人： 年 月 日目录拔河游戏机电路设计1摘 要：1Abstract21 设计目的32 设计要求33 设计任务34 设计方案34.1 硬件设计5整形电路设计5编码电路设计6译码电路设计7控制电路设计8显示电路设计8计数显示电路设计9PCB原理图114.2 软件设计11总 结14参考文献15附录16拔河游戏机电路设计朱路兴摘 要通用模拟拔河运动的形
4、式，以双方手按按键的频率来代替现实拔河运动中双方的力量，频率快者为胜方为胜方。具体为用2N+1个电平指示灯排列成一行，开机后只有中间一个点亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持本课题模拟拔河运动的形式，以双方手按按键的频率来代替现实拔河运动中双方的力量频率快者一个按键迅速地、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经复位后才使亮点恢复到中心线。最后显示器显示胜者的盘数。关键词：拔河游戏机 脉冲 编码.The circuit design of the tug of war gamesZhu Lu
5、xingAbstractBoth universal analog form of tug-of-war hand press the frequency instead of the real power of the two sides in the tug-of-war frequency for the winner for the winner. Specific for with 2N+1 a level led arranged into line boot How only Middle a points bright to this as tug-of-war of cent
6、er line game both the holding this subject simulation tug-of-war movement of form to both hand by press of frequency to instead of reality tug-of-war movement in the both of power frequency fast who a press quickly to, and constantly to by moving produced pulse who by have fast highlights to who dir
7、ection mobile each by once highlights mobile once. Any one Terminal light is lit which one prevailed both keys have no function outputs keep only after it has been reset to restore highlight to the centerline. Last number displays to show the winner. Keywords: Tug of war games Pulse Encoding 1 设计目的1
8、.通过本次的课程设计，帮助同学们了解到课程设计在大学生活和学习当中所占据的地位2.熟练使用Multisim、Altitum、单片机等仿真软件的使用。3.通过课程设计帮助学生们在实际的动手操作当中加深对在课堂上所学到的知识的印象。2 设计要求1.要求所设计的电路必须采用数电模电或者单片机等专业知识进行设计和仿真，并且要求学生能够通过本次的设计能够加深对仿真在课程设计当中的地位。2.要求所设计的模拟电路能够实现预期的功能。3.要求所设计的仿真电路在实际的仿真过程当中能够正常工作，无错误。3 设计任务设计出一款能够实现拔河游戏的仿真模拟电路，通过双方按动键位的频率来模拟双方所使用力的大小来进行模拟设
9、计，在任何一方获得胜利之后，要求电路能够自动记录器获得胜利的盘数。要求学生必须采用数电模电或者单片机等专业知识进行设计与和仿真，能够正常的实现预期的功能，正常操作时不会出现错误，电路简单明了，使用的电子元件和芯片较少。4 设计方案采用数电模电等相关技术进行设计和仿真电路的模拟。采用该方案进行电路的设计和模拟工作，能够较为简单的看出所设计的仿真模拟电路的工作原理以与操作方式，若采用单片机进行仿真电路的模拟设计工作，使用的电子元件较少，电路看起来更加简单，但单片机设计要求设计人员有着较强的相关专业知识，能够独立完成程序的编写工作，且要熟练掌握单片机各个引脚所具有的功能，才能够较好的完成仿真电路的设
10、计任务和看出设计电路的工作原理。故本次设计采用数电模电等相关专业知识进行设计。A方复位（裁判）输出电路译码器电路可逆加/减计数器编码电路输入电路B方控制电路 图4.1 拔河游戏机原理4.1 硬件设计整形电路设计开关不动时整形电路给74LS193加法输入端CPU 和减法输入端CPD都是高电平，当拨动开关后由于“竞争冒险”，74LS193的一个输入端会产生一个脉冲，而另一个满足是高电平，从而74LS193实现一次加或减的计数。其中的1K欧电阻是为了保护电路。图4.2整形电路原理图编码电路设计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。通过编码器来控
11、制电平指示灯的显示，加计数时向左移动，进行减计数时，向相反方向移动。图4.3编码电路原理图74LS193的真值表表4.1 74LS193真值表MRPLCPUCPDMODE（工作模式）HXXX清除LLXX预置LHHH保持LHH加计数LHH减计数译码电路设计由两个38线译码器构成一个416线的译码器，本组采用两个74HC138芯片连接。由于74HC138有三个使能端，它必须在一个使能端高电平有效，两个使能端低电平有效的情况下才能处于工作状态。因此，本部分将其中右边的74HC138芯片的高电平有效的使能端接上家可逆计数器的D端，两个低电平有效的使能端接地，当D端输出为“1”时，右边芯片工作；将左边芯
12、片的高电平有效使能端接电源，两个低电平有效的使能端接上家可逆计数器的D端，当D端输出为“0”时，左边芯片工作。在两片芯片的输出端Y0Y7中选出9个接发光二极管，发光二极管的正端接电阻接电源，而负端接译码器输出。由于74HC138芯片的输出是低电平有效。所以，当输出为低电平时发光二极管指示灯点亮。译码管电路如下图所示：图4.4译码电路原理图表4.2 74HC138的功能表控制电路设计与门的功能是有0出0，全1出1。图4.5控制电路原理图显示电路设计当哪方终端的发光二极管亮后，说明哪一方赢了。经上网查资料得到绿色发光二极管的导通压降是3.0V3.2V，正常发光时的额定电流是20mA，由此得出绿色发
13、光二极管的阻是150欧160欧，然后用电压表测了发光二极管两端的电压是5V，所以电路的总电阻是250欧，所以各路的发光二极管都应串上90欧100欧的电阻来保护发光二极管不被烧坏。图4.6显示电路原理图计数显示电路设计计数电路所使用的芯片是74LS90，74LS90能够实现多种计数功能，包括二进制、五进制和十进制等多种计数功能。74LS90在实现不同的功能的时候，只需将不同的引脚连接到一块，就能够实现相应的功能。表4.374LS90功能表图4.774LS90引脚图通过将QA端与INB端进行短接，即可实现十进制计数功能。在计数器的输出端接一个译码管显示电路即可显示出A方和B方胜利的局数，译码管显示
14、电路采用74LS48芯片进行设计，在74LS48输出端接共阴极七引脚显示译码管，当输出端输出十进制信号的时候，即可显示出相应的数字。由于该计数器为下降沿触发，故在信号的输入端接一与非门，让INA端长期保持高电平，当某一方获胜之后，INA端变为低电平，计数器在下降沿计数。图4.8计数显示电路原理图原理图图4.9原理图4.2 软件设计图4. 10仿真电路原理图图4.12 B方获胜原理图总结通过本次的课程设计，我们在这当中学习到了许多在课堂当中学不到的东西，其中最主要的就是对Multisim、Aultitum软件以与单片机的仿真和Keil软件的应用，以与面对学习当中遇到困难时要勇于面对，在失败当中学习到成功的经验。在本次的课程设计过程当中，其部分的工作都是有我们学生自主完成，对于电路当中的各个单元
