电子课程设计---拔河游戏机控制器.doc

课程设计论文报告 课程名称： 电子技术课程设计 题 目： 拔河游戏机控制器 摘要：本实验使我们进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力 本课程设计的内容就是采用74LS193、3线－8线译码器74LS138、74LS02等设计的一个电子拔河游戏机，该游戏机具有计数、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。 目录 一. 设计题目 4 二. 设计任务和要求 4 三. 总体设计思想 4 3.1设计思路 4 3.2 电路的原理图 5 四. 单元电路设计及总体电路设计图 5 4.1 各单元电路的设计 5 4.2总体电路设计图 6 五．仿真与硬件实现 7 5.1仿真通过 7 5.2硬件实现 7 六．设计总结 8 七. 参考文献 9 设计题目 拔河游戏机控制器 设计任务和要求 设计一个能进行拔河游戏的控制电路。电路使用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。游戏甲乙双方各持一个按钮迅速地、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。亮点移到任一方终端发光二极管，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复至中心点，由裁判下达比赛命令后，甲乙双方才能输入信号，否则输入信号无效。 总体设计思想 3.1设计思路 1. 本课题所设计的拔河游戏机由9个电平指示灯排列成一行，开机之后只有中间一个电平指示灯亮，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。移到任一方终端指示灯点亮，这一方就获胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经裁判复位后才使亮点恢复到中心线。 2. 当比赛结束后,由点亮该终点灯的信号使电路封锁加减脉冲信号的作用.即实现电路自锁,使加家减脉冲无效。 3. 控制电路部分应能控制由开关电路产生的脉冲信号进入计数器的加/减脉冲的输入端，其进入方向则由参赛双方的按键信号决定。 3.2 电路的原理框图如下图所示： 单元电路设计及总体电路设计图 4.1 各单元电路的设计 1. 编码电路的设计： 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。通过编码器来控制电平指示灯的显示，加计数时向右移动，进行减计数时，向相反方向移动。 2.译码电路： 由两片74HC138构成的4线－16线译码器。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，而正端通过反相器接译码器；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。 3.控制电路： 由或非门74LS02和双时钟二进制同步可逆计数器74LS193构成，其作用是指示出谁胜谁负。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。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”，而另一方则为“0”，或非门输出为“0”，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、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。 4.复位控制： 74LS193的清零端CR接一个电平开关，作为一个开关控制，进行多次比赛而需要的复位操作，使亮点返回中心点。 4.2总体电路设计图 仿真与硬件实现 5.1仿真通过 5.2硬件实现 仿真通过之后，在实验室参照原理图与各芯片的引脚图正确连接电路，最后实现了甲乙双方各持一个按钮迅速地、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。亮点移到任一方终端发光二极管，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复至中心点，由裁判下达比赛命令后，甲乙双方才能输入信号，否则输入信号无效。 设计总结 此次课程设计过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，曾热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。 生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈数字电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮