《数字电子技术》课程设计-电子拔河游戏机.doc

郑州科技学院 《数字电子技术》课程设计 题 目 电子拔河游戏机 学生姓名 专业班级 电子信息工程一班 学 号 座机电话号码4 院 （系） 电气工程学院 指导教师 完成时间 2014年11月14日 目 录 1 课程设计的目的 1 2 课程设计的任务与要求 1 2.1 设计主要内容及要求 1 2.2 基本要求如下 2 3 设计方案与论证 2 3.1 方案一 4 3.2 方案二 5 4 单元电路的设计 5 4.1 整形电路 5 4.2 编码电路 6 4.3 译码电路设计 6 4.4 控制电路设计?? 7 4.5 胜负显示电路设计? 7 4.6 复位电路设计? 8 5 设计原理及功能说明 8 6 硬件的制作与调试 9 6.1 仿真 9 6.2 焊接 11 7 总结 12 参考文献 13 附录1：总体电路原理图 14 附录2：元器件清单 15 1 课程设计的目的 通过设计焊接电子拔河游戏机让我们把理论与实践相结合，让我们更加清楚地了解到74LS芯片的工作原理与焊接技术。不断地提高自己的动手能力与创造力，同时让我们对数字电路产生浓厚的兴趣，让我们在兴趣与快乐中学习，全面的提高我们的技能。? 我本次课程设计——电子拔河游戏机的内容就是采用74LS00、74LS193、74ls193、74ls138、74LS08、74ls86等芯片设计的一个电子拔河游戏机，该游戏机具有整形、计数、译码、控制、复位等功能，设计原理简单易懂，所设计的游戏机的游戏规?则和真的拔河比赛规则相类似。 2 课程设计的任务与要求 数字电子技术课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节，2.1 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9个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间的发光二极管亮。 3、5、用七段数码管显示双方的获胜盘数。 2.2 基本要求如下 1、比赛开始时，由裁判下达命令后，甲乙双方才能输入信号，否则，由于电路具有自锁功能，使输入信号无效。 2、“电子绳”到少由9个LED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。 3 设计方案与论证 拔河游戏机需用9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。 实验电路框图 图3-1 拔河游戏机的电路框图 3.1 方案一 设计仿真思路如下图； 图3-2 拔河游戏机的电路框图 由可逆计数器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由两个4端-8线的74LS138构成4线-16线译码器。?由A0，A1，A2，S1，S2，S3作为输入端，译码器的输出Y0～Y15中选9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。?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。 计数器显示比分当一局结束时计数器会在胜利的一方记录一分， 3.2 方案二 本课题，可以用两片74LS192代替74LS193，先将两片74LS192连接成100进制的可逆，然后将其改成十六进制的计数器。用一全加器将两片74LS192的输出信号八位转化成四位，再接给74LS138的输入端。同样将各自计数器数据端D0、D1、D2、D3和输出Q0、Q1、Q2、Q3、对应相连，则输入也就是输出，从而使计数器对脉冲不起作用。 电路的其他部分不变。 两方案对比，明显方案一优于方案二，方案二要多加一块计数器和一块全加器，这样无疑增加了电路的成本，且方案一的连接较为简单，方案二分析更为复杂一点。但当没有74LS193芯片时，我们可以用方案二代替方案一。所以在方案的选择上一般选择方案一。 4 单元电路的设计 4.1CP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