(最新整理)電子拔河游戲機(jī)設(shè)計(jì)全文

1、(完整)電子拔河游戲機(jī)設(shè)計(jì)全文(完整)電子拔河游戲機(jī)設(shè)計(jì)全文 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)電子拔河游戲機(jī)設(shè)計(jì)全文）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時(shí)也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步，以下為(完整)電子拔河游戲機(jī)設(shè)計(jì)全文的全部內(nèi)容。hebei normal university of science & technology

2、 專業(yè)： 電子信息工程 學(xué)號(hào)： 0414140204 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目： 電子拔河游戲機(jī)的設(shè)計(jì) 院（系、部）： 機(jī)電工程學(xué)院電子信息工程 學(xué) 生 姓 名： 程吉偉 指 導(dǎo) 教 師： 劉金華 閆棟梁 2016年6月27日至2016年7月2日摘要本課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容就是采用74ls00、74ls193、4線16線譯碼器cc4514、74ls02、cc4518設(shè)計(jì)的一個(gè)電子拔河游戲機(jī),該游戲機(jī)具有整形、計(jì)數(shù)、譯碼、控制、復(fù)位等功能，設(shè)計(jì)原理簡單易懂,所設(shè)計(jì)的游戲機(jī)的游戲規(guī)則和真的拔河比賽規(guī)則相類似。關(guān)鍵詞：拔河；游戲機(jī)；閃爍；鎖定按鍵一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1。1設(shè)計(jì)思路給定實(shí)驗(yàn)設(shè)備和主要元器件按照

3、電路設(shè)計(jì)的各部分組成一個(gè)完整的拔河游戲機(jī)。1. 拔河游戲機(jī)共有15個(gè)發(fā)光二級(jí)管,開機(jī)后只有中間一個(gè)發(fā)亮,以此作為拔河的中心線,游戲雙方各持一個(gè)按鍵，迅速地，不斷地按動(dòng)以產(chǎn)生脈沖,誰按的快,亮點(diǎn)向誰方向移動(dòng)，每按一次，亮點(diǎn)移動(dòng)一次，移到任一方終端二極管發(fā)亮，這一方就得勝，此時(shí)雙方按鍵均無作用，輸出保持，只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心線。2. 用七段數(shù)碼管顯示勝者取勝的盤數(shù)。1。2任務(wù)與要求1 設(shè)計(jì)一個(gè)模擬拔河游戲比賽的邏輯電路。2 電路使用15個(gè)發(fā)光二極管，開機(jī)后只有在拔河繩子中間的發(fā)光二極管亮。3 比賽雙方各持一個(gè)按鈕,快速不斷地按動(dòng)按鈕,產(chǎn)生脈沖，誰按得快,發(fā)光的二極管就向誰的方向移動(dòng),每按

4、一次，發(fā)光二極管移動(dòng)一位.4 亮的發(fā)光二極管移到任一方的終點(diǎn)時(shí),該方就獲勝，此后雙方的按鈕都應(yīng)無作用,狀態(tài)保持，只有當(dāng)栽判按動(dòng)復(fù)位后，在拔河繩子中間的發(fā)光二極管重新亮。5 用七段數(shù)碼管顯示雙方的獲勝盤數(shù)。6 根據(jù)設(shè)計(jì)要求合理選擇方案.二、總體設(shè)計(jì)方案2。1設(shè)計(jì)思路1該設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是控制“電子繩”發(fā)亮的led管由中點(diǎn)向速度快的一方移動(dòng),而阻止向另一方移動(dòng)。用可預(yù)制的加/減計(jì)數(shù)器作主要器件,用計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)通過譯碼器控制led發(fā)亮.當(dāng)向計(jì)數(shù)器輸入“加脈沖”時(shí),使其作加運(yùn)算而發(fā)亮的led向增大的一方移動(dòng),相反，當(dāng)輸入“減脈沖時(shí)，發(fā)亮的led向相反的方向移動(dòng).2當(dāng)一局比賽結(jié)束，即發(fā)亮的led移動(dòng)某

5、一方的終點(diǎn)時(shí)，由點(diǎn)亮該終點(diǎn)燈的信號(hào)使電路封鎖加/減脈沖信號(hào)的作用，既實(shí)現(xiàn)電路的自鎖，使加/減脈沖無效。同時(shí)，使電路自動(dòng)加分。3控制電路部分應(yīng)能夠控制由振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)器的加/減脈沖輸入端，其進(jìn)入方向由參賽雙方輸入的按鍵信號(hào)決定.2.2電路設(shè)計(jì)原理拔河游戲機(jī)用15個(gè)電平指示燈排列成一行，開機(jī)后只有中間一個(gè)點(diǎn)亮，有以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個(gè)按鍵，迅速地、不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點(diǎn)向誰方向移動(dòng),每按一次，亮點(diǎn)移動(dòng)一次。移到任一方終端指示燈點(diǎn)亮，這一方就得勝，此時(shí)雙方按鍵均無作用，輸出保持,只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心線。最后，顯示器顯示勝者的盤數(shù)。圖1電子拔河游戲機(jī)

6、原理框圖 圖2 拔河游戲機(jī)的電路框圖.可逆計(jì)數(shù)器74ls193原始狀態(tài)輸出4位二進(jìn)制數(shù)0000，經(jīng)譯碼器輸出使中間的一只電平指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)按動(dòng)a、b兩個(gè)按鍵時(shí)，分別產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)，經(jīng)整形后分別加到可逆計(jì)數(shù)器上，可逆計(jì)數(shù)器輸出的代碼經(jīng)譯碼器譯碼后驅(qū)動(dòng)電平指示燈點(diǎn)亮并產(chǎn)生位移，當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方終端后，由于控制電路的作用,使這一狀態(tài)被鎖定，而對輸入脈沖不起作用。如按動(dòng)復(fù)位鍵，亮點(diǎn)又回到中點(diǎn)位置，比賽又可重新開始.將雙方終端指示燈的正端分別經(jīng)兩個(gè)與非門后接到2個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器cc4518的使能端en，當(dāng)任一方取勝,該方終端指示燈點(diǎn)亮，產(chǎn)生1個(gè)下降沿使其對應(yīng)的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。這樣，計(jì)數(shù)器的輸出即顯示了勝者

7、取勝的盤數(shù).2。2.1方案一1編碼電路:由雙時(shí)鐘二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74ls193構(gòu)成,它有2個(gè)輸入端,4個(gè)輸出端，能進(jìn)行加減計(jì)數(shù).2整形電路：由與門74ls08和與非門74ls00構(gòu)成.因74ls193是可逆計(jì)數(shù)器,控制加減的cp脈沖分別加至5腳和4腳，此時(shí)當(dāng)電路要求進(jìn)行加法計(jì)數(shù)時(shí)，減法輸入端cpd必須接高電平；進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí)，加法輸入端cpu也必須接高電平，若直接由a、b鍵產(chǎn)生的脈沖加到5腳或4腳，就有很多時(shí)機(jī)在進(jìn)行計(jì)數(shù)輸入時(shí)另一計(jì)數(shù)輸入端為低電平，使計(jì)數(shù)器不能計(jì)數(shù)，雙方按鍵均失去作用，拔河比賽不能正常進(jìn)行。加一整形電路，使a、b二鍵出來的脈沖經(jīng)整形后變?yōu)橐粋€(gè)占空比很大的脈沖,這就減少了進(jìn)

8、行某一計(jì)數(shù)時(shí)另一計(jì)數(shù)輸入為低電平的可能性，從而使每按一次鍵都有可能進(jìn)行有效的計(jì)數(shù)。圖3為整形電路圖。圖33譯碼電路：由4線16線譯碼器cc4514構(gòu)成。譯碼器的輸出y0y15中選出15個(gè)接電平指示燈，電平指示燈的負(fù)端接地，而正端接譯碼器;這樣,當(dāng)輸出為高電平時(shí)電平指示燈點(diǎn)亮。比賽準(zhǔn)備，譯碼器輸入為0000,y0輸出為1，中心處指示燈首先點(diǎn)亮，當(dāng)編碼器進(jìn)行加法計(jì)數(shù)時(shí),亮點(diǎn)向右移，進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí)，亮點(diǎn)向左移。4控制電路:由或非門74ls02構(gòu)成，其作用是指示出誰勝誰負(fù).當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方的終端時(shí)，判該方為勝，此時(shí)雙方的按鍵均宣告無效.將雙方終端指示燈的正接至或非門的2個(gè)輸入端,當(dāng)獲勝一方為“1”，

9、而另一方則為“0”,或非門輸出為“0，再送到74ls193計(jì)數(shù)器的置數(shù)端 ，于是計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，處于預(yù)置狀態(tài)，由于計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)端d0、d1、d2、d3和輸出q0、q1、q2、q3對應(yīng)相連，輸入也就是輸出，從而使計(jì)數(shù)器對脈沖不起作用。5勝負(fù)顯示：由計(jì)數(shù)器cc4518和譯碼顯示器構(gòu)成.將雙方終端指示燈正極經(jīng)與非門輸出后分別接到2個(gè)cc4518計(jì)數(shù)器的cp端，cc4518的兩組4位bcd碼分別接到實(shí)驗(yàn)箱中的兩組譯碼顯示器的8、4、2、1插孔上.當(dāng)一方取勝時(shí)，該方終端指示燈發(fā)亮,產(chǎn)生一個(gè)上升沿，使相應(yīng)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行加一計(jì)數(shù)，于是就得到了雙方取勝次數(shù)的顯示，若1位數(shù)不夠，則進(jìn)行2位數(shù)的級(jí)連.2。2。2方案二

10、本課題，可以用兩片74ls192代替74ls193,先將兩片74ls192連接成100進(jìn)制的可逆,然后將其改成十六進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。用一全加器將兩片74ls192的輸出信號(hào)八位轉(zhuǎn)化成四位，再接給cc4514的輸入端?？刂齐娐芬部捎僧惢蜷T74ls86和與非門74ls00構(gòu)成.將雙方終端指示燈的正接至異或門的2個(gè)輸入端,當(dāng)獲勝一方為“1”,而另一方則為“0”，異或門輸出為“1”，經(jīng)與非門產(chǎn)生低電平“0，再送到兩74ls192計(jì)數(shù)器的置數(shù)端，于是計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，處于預(yù)置狀態(tài),此時(shí)，同樣將各自計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)端d0、d1、d2、d3和輸出q0、q1、q2、q3對應(yīng)相連,則輸入也就是輸出,從而使計(jì)數(shù)器對脈沖不起作

11、用。電路的其他部分不變.2.2.3兩個(gè)方案的對比兩方案對比,明顯方案一優(yōu)于方案二，方案二要多加一塊計(jì)數(shù)器和一塊全加器，這樣無疑增加了電路的成本，且方案一的連接較為簡單，但當(dāng)沒有74ls193芯片時(shí),我們可以用方案二代替方案一。所以在方案的選擇上一般選擇方案一。2。3 設(shè)計(jì)方案論證該控制系統(tǒng)由輸入、輸出和控制器模塊構(gòu)成。輸入模塊完成裁判啟動(dòng)命令和兩個(gè)按鈕信號(hào)的輸入,其邏輯關(guān)系由門電路實(shí)現(xiàn);控制器模塊完成對輸入脈沖信號(hào)的統(tǒng)計(jì)，由可預(yù)置加減計(jì)數(shù)器構(gòu)成,其預(yù)置數(shù)為0100，作為加減計(jì)數(shù)的起點(diǎn)，加減計(jì)數(shù)的脈沖源分別取自兩個(gè)按鈕信號(hào),計(jì)數(shù)器輸出狀態(tài)變量進(jìn)入輸出模塊；輸出模塊完成計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)信號(hào)的翻譯與顯示(

12、可由發(fā)光二極管完成)并給出一個(gè)此次比賽結(jié)束信號(hào).2.4實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。學(xué)習(xí)數(shù)字電路中基本rs觸發(fā)器、計(jì)數(shù)、譯碼顯示等單元電路的綜合應(yīng)用。2。熟悉拔河游戲機(jī)的工作原理。3.復(fù)習(xí)數(shù)字電路中rs觸發(fā)器、4線-16線譯碼器、計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器等部分內(nèi)容。4。分析拔河游戲機(jī)組成、各部分功能及工作原理。查出各芯片引腳排列及功能.2。5實(shí)驗(yàn)器件cc45144線16線譯碼器cc4518雙同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls193同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74ls00四2輸入與非門74ls08四2輸入與門74ls86四2輸入異或門三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 3.1整形電路:3。2計(jì)數(shù)電路：74ls193是雙時(shí)鐘4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)

13、器。 74ls193的特點(diǎn)是有兩個(gè)時(shí)鐘脈沖（計(jì)數(shù)脈沖）輸入端cpu和cpd。在rd=0、ld1的條件下,作加計(jì)數(shù)時(shí)，令cpd1,計(jì)數(shù)脈沖從cpu輸入；作減計(jì)數(shù)時(shí)，令cpu1，計(jì)數(shù)脈沖從cpd輸入。此外，74ls193還具有異步清零和異步預(yù)置數(shù)的功能。當(dāng)清零信號(hào)rd1時(shí)，不管時(shí)鐘脈沖的狀態(tài)如何，計(jì)數(shù)器的輸出將被直接置零;當(dāng)rd0,ld0時(shí)，不管時(shí)鐘脈沖的狀態(tài)如何，將立即把預(yù)置數(shù)數(shù)據(jù)輸入端a、b、c、d的狀態(tài)置入計(jì)數(shù)器的qa、qb、qc、qd端，稱為異步預(yù)置數(shù)。 3.3 譯碼電路：3。4勝負(fù)顯示電路cc4518雙四位異步bcd碼加法計(jì)數(shù)器cr：異步清零端（復(fù)位端），高電平有效。cp，en：計(jì)數(shù)器工

14、作狀態(tài)控制與時(shí)鐘脈沖輸入端。qd，qc，qb，qa ：計(jì)數(shù)器四位數(shù)據(jù)輸出端。cc4518邏輯功能如表3-4-2所示.輸入輸出crcpenqdqcqbqa清零1xx0000計(jì)數(shù)01bcd碼加法計(jì)數(shù)保持0x0保持計(jì)數(shù)00bcd碼加法計(jì)數(shù)保持01x保持 cc4518邏輯功能（1）將來關(guān)c置高，通過cc4518的清零端rd使數(shù)碼管顯示為 0.在總電路中，使甲乙雙方比賽之前，完成復(fù)位的作用。（2）將c置低，使cc4518進(jìn)入計(jì)數(shù)功能，當(dāng)通過開關(guān)a給左邊的cc4518加脈沖時(shí)，經(jīng)過它的計(jì)數(shù)功能，它所接的譯碼顯示器開始顯示數(shù)據(jù)，從0加到9.在總的電路中，cc4518的脈沖是通過乙方的最左端的發(fā)光二極管發(fā)光來

15、給的，故當(dāng)乙方最左端的二極管發(fā)光使,乙方的勝負(fù)顯示器上便會(huì)加數(shù),來說明乙方獲勝。（3）將c置低，使cc4518進(jìn)入計(jì)數(shù)功能，當(dāng)通過開關(guān)b給右邊的cc4518加脈沖時(shí)，經(jīng)過它的計(jì)數(shù)功能，它所接的譯碼顯示器開始顯示數(shù)據(jù)，從0加到9。在總的電路中,cc4518的脈沖是通過甲方的最右端的發(fā)光二極管發(fā)光來給的，故當(dāng)甲方最右端的二極管發(fā)光使，甲方的勝負(fù)顯示器上便會(huì)加數(shù)，來說說明甲方獲勝。四、總原理圖及元器件清單4。1總原理圖(1）將開關(guān)c、d先置高 ,即通過74ls193的清零端cr和cc4518的清零端rd使中 心發(fā)光二極管發(fā)光和勝負(fù)顯示器為0。（2）將開關(guān)c、d先置低 ，即使74ls193的清零端cr

16、和cc4518的清零端rd為低，使74ls193 和cc4518進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)甲乙雙方分別快速按動(dòng)鍵a、b，使74ls193計(jì)數(shù)器進(jìn)行加減運(yùn)算,可以看到發(fā)光二極管左右移動(dòng),上圖中為甲方獲勝的情形，下圖為乙方獲勝的情形.甲乙雙方的得分為1:1。 4.2說明按鍵a、b通過整形電路給計(jì)數(shù)電路加脈沖，使74ls193完成加減運(yùn)算，輸出結(jié)果送到譯碼器的輸入端，使譯碼器cc4514完成譯碼功能，通過輸出端來控制發(fā)光二極管的發(fā)光情況。4.3元器件清單五、各邏輯門的引腳圖1、74ls00的引腳圖. 2、74ls02的引腳圖。74ls021234567141312111098vcc 4b 4a 4y 3b

17、3a 3y1a 1b 1y 2a 2b 2y gnd74ls001234567141312111098vcc 4b 4a 4y 3b 3a 3y1a 1b 1y 2a 2b 2y gnd3、74ls08的引腳圖. 4、74ls193的引腳圖。74ls19312345678161514131211109vcc d0 cr bo co ld d2 d3d1 q1 q0 cpd cpu q2 q3 gnd74ls081234567141312111098vcc 4b 4a 4y 3b 3a 3y1a 1b 1y 2a 2b 2y gnd5、4線16線譯碼器cc4514的引腳圖。cc451412345

18、678vdd inh a3 a2 y10 y11 y8 y9 y14 y15 y12 y13le a0 a1 y7 y6 y5 y4 y3 y1 y2 y0 vss16151413121110917181920212223246、cc4518的引腳圖。cc451812345678161514131211109vdd 2rd 2q3 2q2 2q1 2q0 2en 2cp1cp 1en 1q0 1q1 1q2 1q3 1rd vss六設(shè)計(jì)總結(jié)：拔河游戲機(jī)共有15個(gè)發(fā)光二級(jí)管，開機(jī)后只有中間一個(gè)發(fā)亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個(gè)按鍵，迅速地,不斷地按動(dòng)以產(chǎn)生脈沖，誰按的快，亮點(diǎn)就向誰的方向移動(dòng),每按一次，亮點(diǎn)移動(dòng)一次，移到任一方終端二極管發(fā)亮,這一方就得勝，此時(shí)雙方按鍵均無作用，輸出保持,只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心線， 用七段數(shù)碼管顯示勝者取勝的盤數(shù).本實(shí)驗(yàn)通過設(shè)計(jì)多諧振蕩器提供輸入脈沖，用可逆計(jì)數(shù)器，譯碼器，將甲乙雙方的輸入轉(zhuǎn)換為脈沖，再經(jīng)過譯碼，顯示譯碼器和七段數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)電路的記分功能。用開關(guān)設(shè)計(jì)的裁判可以實(shí)現(xiàn)電路的記分和清零功能。因74ls193是可逆計(jì)數(shù)器,控制加減的cp脈沖分別加至5腳和4腳,此時(shí)當(dāng)電路要求進(jìn)行加法計(jì)