拔河游戏机专业课程设计实验报告.doc

? 课程设计说明书? ??? 课程名称：???数字电子技术课程设计 题????目：拔河游戏机 班级： 姓名： 学号： 同组人： 设计任务书 一、?设计题目? 拔河游戏机? 二、?关键内容及要求? 1．设计一个模拟拔河游戏比赛逻辑电路。? 2．电路使用15个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间发光二极亮。? 3．比赛双方各持一个按钮，快速不停地按动按钮，产生脉冲，谁按得快，发光二极管就向谁方向移动，每按一次，发光二极管移动一位。?4．亮发光二极管移到任一方终点时，该方就获胜，以后双方按钮全部应无作用，状态保持，只有当裁判按动复位后，在拔河绳子中间发光二极管重新亮。? 5．用七段数码管显示双方获胜盘数。?? 三、?进度安排? 1.认真思索和了解所选题目标相关要求，大致知道要求做什么。? 2.依据试验设计要求，到图书馆或上网查找相关资料，了解拔河游戏机工作原理。? 3.学习数字电路中触发器、计数器、译码显示器等单元电路设计及综合应用，掌握逻辑电路设计和测试方法，等。? 4.综合相关资料，设计试验方案。? 5．依据所设计方案，用仿真软件进行电路仿真。 ?6．依据要求撰写试验汇报。 设计过程 一、?设计任务分析? 本课题关键任务是让拔河游戏机电平指示灯由中点向我方延伸，而阻止其向对方延伸。能够设想用可预置加/减计数器作关键器件，用计数器输出状态经过译码器控制电平指示灯显示状态。如当计数器进行加法计数时，发亮电平指示灯向甲方延伸，相反，进行减法计数时，发亮电平指示灯向相反方向移动。当移动到一方终点就就把电路锁定，此时双方按键均无作用，只有裁判员按了复位按键双方才能继续下一盘比赛，而计数器就统计双方获胜次数。 ?二、?总体方案设计? 2．1??设计思绪：? (1)本课题所设计拔河游戏机由15个电平指示灯排列成一行，开机以后只有中间一个电平指示灯亮，以此作为拔河中心线，游戏双方各持一个按键，快速地、不停地按动产生脉冲，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)当一局比赛结束后,由点亮该终点灯信号使电路封锁加减脉冲信号作用.即实现电路自锁,使加家减脉冲无效。同时，使计分电路自动加分。? (3)控制电路部分应能控制由振荡器产生脉冲信号进入计数器加减脉冲输入端，其进入方向则由参赛双方按键信号决定。 ?2．2??电路原理图：? 2．3??电路工作原理：? 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一只电平指示灯Y0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，因为控制电路作用，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。? 将双方终端指示灯正端分别经两个和非门后接到2个十进制计数器74ls160使能端EN，当任一方取胜，该方终端指示灯点亮，产生1个下降沿使其对应计数器计数。这么，计数器输出即显示了胜者取胜盘数。 2．4??各单元电路设计：? 1.编码电路设计：? 由双时钟二进制同时可逆计数器74LS193组成，它有2个输入端，4个输出端，能进行加／减计数。经过编码器来控制电平指示灯显示，加计数时向右移动，进行减计数时，向相反方向移动。电路图以下： ? 2.译码电路： 由2个38译码器组成4线－16线译码器。译码器输出Y0～Y15中选15个接电平指示灯，电平指示灯负端接地，而正端接译码器；这么，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。电路图以下图所表示： 3.胜败显示：? 由计数器74ls160和译码显示器组成。将双方终端指示灯正极经和非门输出后分别接到2个74ls160计数器EN端，74ls160两组4位BCD码分别接到试验箱中两组译码显示器8、4、2、1插孔上。当一方取胜时，该方终端指示灯发亮，产生一个上升沿，使对应计数器进行加一计数，于是就得到了双方取胜次数显示，若1位数不够，则进行2位数级连。电路图以下 4.复位控制：? 74LS193清零端CR接一个电平开关，作为一个开关控制，进行数次比赛而需要复位操作，使亮点返回中心点。? 74ls160清零端RD也接一个电平开关，作为胜败显示器复位来控制胜败计数器使其重新计数。其中74ls160功效表下表所表示 5.仿真结果： 三、?元器件使用：? 3．1元器件选择：???? 74ls138????3线—8线译