数字电子技术课程设计-电子拔河游戏机[精品].doc

课程设计说明书 课程名称： 数字电子技术 题 目： 电子拔河游戏机 学生姓名： 班 级： 日 期： 2008 年 6 月12  目 录 一．设计任务分析 …………………………………………………………1 二．总体设计方案 …………………………………………………………1 2．1 设计思路 ……………………………………………………1 2．2 电路设计原理 ………………………………………………1 方案一 ………………………………………………………2 方案二 ………………………………………………………4 三．两方案的对比 …………………………………………………………4 四．电路主要部分的仿真 …………………………………………………5 五．各逻辑门的引脚图 ……………………………………………………6 六．总结 ……………………………………………………………………7 一、设计任务分析： 数字电子技术课程设计是数字电子技术基础课程的实践性教学环节，通过该教学环节，可以使学生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；可以使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；让学生熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 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15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、比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，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。 二、总体设计方案： 2．1、设计思路 1．该设计的主要任务是控制“电子绳”发亮的LED管由中点向速度快的一方移动，而阻止向另一方移动。用可预制的加/减计数器作主要器件，用计数器的输出状态通过译码器控制LED发亮。当向计数器输入“加脉冲”时，使其作加运算而发亮的LED向增大的一方移动，相反，当输入“减脉冲”时，发亮的LED向相反的方向移动。 2．当一局比赛结束，即发亮的LED移动某一方的终点时，由点亮该终点灯的信号使电路封锁加/减脉冲信号的作用，既实现电路的自锁，使加/减脉冲无效。同时，使电路自动加分。 3．控制电路部分应能够控制由振荡器产生的脉冲信号进入计数器的加/减脉冲输入端，其进入方向由参赛双方输入的按键信号决定。 2．2、电路设计原理 拔河游戏机用15个电平指示灯排列成一行，开机后只有中间一个点亮，有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。 图1为拔河游戏机的电路框图。 图1 方案一： 图2为拔河游戏机的电路框图。 图2 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。 1．编码电路： 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。 2．整形电路： 由与门74LS08和与非门74LS00构成。因74LS193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，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，若直接由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，