剪刀游戲課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目： 剪刀石頭布游戲模擬器 </p><p>　　系 別 自控系 班級(jí) </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師

2、 職稱 講師 </p><p>　　課程設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn)： </p><p>　　任 務(wù) 下 達(dá) 時(shí) 間： 2013 年 12 月 20 日</p><p>　　起止日期： 2013年12月23日起——至 2013年12月27日止</p>

3、;<p>　　教研室主任 2013年 12月 1</p><p>　　1.設(shè)計(jì)題目：剪刀石頭布游戲模擬器</p><p>　　1.1設(shè)計(jì)目的：（1）能獨(dú)立查閱、整理、分析有關(guān)資料</p><p>　?。?）能用數(shù)字集成電路完成設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　?。?）掌握脈沖產(chǎn)生、整形與分頻電路</p>

4、;<p>　?。?）掌握計(jì)數(shù)、譯碼與顯示電路</p><p><b>　　1.2基本要求：</b></p><p>　?。?） 由按鍵模擬游戲動(dòng)作，5局三勝。</p><p>　?。?） 2位數(shù)碼管顯示游戲比分</p><p><b>　?。?） 勝負(fù)指示</b></p>

5、<p>　　2.設(shè)計(jì)過(guò)程的基本要求：</p><p>　　2.1 基本部分必須完成，學(xué)有余力的同學(xué)可以根據(jù)自己的能力自行確定發(fā)揮部分并完成。</p><p>　　2.2 符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容要求：</b></p><p>　　1. 寫(xiě)出你考慮該問(wèn)題的基本思路，畫(huà)出

6、一個(gè)實(shí)現(xiàn)電路功能的大致框圖。</p><p>　　2. 設(shè)計(jì)出框圖中各部分邏輯電路，可用中、小規(guī)模集成電路，也可用中規(guī)模集成電路連接而成。對(duì)各部分電路的工作原理應(yīng)作出說(shuō)明。最后，畫(huà)出整個(gè)設(shè)計(jì)電路的原理電路圖，并說(shuō)明電路工作原理。</p><p>　　3. 要求用A4紙打印，不允許復(fù)印。裝訂順序?yàn)椋悍饷?、任?wù)書(shū)、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要和關(guān)鍵詞、目錄、正文、參考文獻(xiàn)。</p>

7、<p>　　4.設(shè)計(jì)報(bào)告提交的截止時(shí)間為2013年12月27日。</p><p>　　摘要；本文根據(jù)設(shè)計(jì)要求規(guī)定游戲規(guī)則及說(shuō)明，并根據(jù)顯示屏和游戲機(jī)的指示燈判斷游戲的進(jìn)程和勝負(fù)結(jié)果。之后對(duì)剪刀石頭布游戲機(jī)的三大部分（控制電路、邏輯電路、顯示電路）的整體設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了剖析。然后是分別解釋各部分電路具體運(yùn)作過(guò)程?？刂齐娐凡糠种饕翘峁┮蟮碾娖郊翱刂菩盘?hào)的同步性；邏輯電路部分主要是處理信號(hào)，判別雙方的勝負(fù)；

8、顯示電路則是對(duì)邏輯電路的判斷顯示出來(lái)并用指示燈提示。最后是對(duì)整個(gè)電路的不足、優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)部分進(jìn)行闡述。</p><p>　　關(guān)鍵字：同步性、控制、邏輯</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　剪刀石頭布游戲說(shuō)明：1</p><p>　　一、整體設(shè)計(jì)思路1</p><p>　

9、　二、電路原理分析2</p><p><b>　　2.1控制電路2</b></p><p><b>　　2.2邏輯電路2</b></p><p>　　2.3顯示電路：4</p><p>　　三、電路優(yōu)缺點(diǎn)分析及改進(jìn)4</p><p><b>　　四、總結(jié)

10、5</b></p><p><b>　　附錄6</b></p><p>　　剪刀石頭布游戲說(shuō)明：</p><p>　　本游戲由3人參與，其中兩人是參與游戲的對(duì)手，另外1人是裁判。游戲過(guò)程中，必須服從裁判的指令，當(dāng)裁判喊準(zhǔn)備時(shí)雙方應(yīng)立即通過(guò)手柄選擇自己選出的石頭、剪刀或者布。當(dāng)裁判停時(shí)，雙方停止選擇，之后裁判立即按下判斷鍵，勝出的一

11、方顯示屏自動(dòng)加“1”，當(dāng)顯示屏達(dá)到“3”時(shí)，就有綠燈（LED2）亮起。即表示此方勝出。在游戲過(guò)程中紅燈只在裁判按下判斷鍵時(shí)熄滅，若在裁判按下后不滅視為違規(guī)處理即直接失敗。</p><p><b>　　一、整體設(shè)計(jì)思路</b></p><p><b>　　圖1 整體設(shè)計(jì)框架</b></p><p>　　控制電路部分主要功能是

12、由下拉電阻提供持續(xù)的低電平，使邏輯電路處于正常工作狀態(tài)。單刀三擲開(kāi)關(guān)保證了電路有一高電平的輸入。使能信號(hào)控制和與門(mén)控制高電平進(jìn)入邏輯電路的同步性，避免了邏輯電路發(fā)生錯(cuò)誤的判斷。邏輯電路則根據(jù)控制電路輸入的信號(hào)進(jìn)行判斷哪方勝出，信號(hào)通過(guò)顯示電路在勝方的顯示屏上自動(dòng)+1，當(dāng)顯示屏的數(shù)值達(dá)到“3”時(shí)，勝方的綠燈會(huì)亮起來(lái)提示，最后再按鍵清零，則可進(jìn)入下一輪的比賽。</p><p><b>　　二、電路原理分析&

13、lt;/b></p><p><b>　　2．1控制電路</b></p><p><b>　　圖2 控制電路</b></p><p>　　該部分由直流電源、單刀三擲開(kāi)關(guān)、下拉電阻和與門(mén)組成，下拉電阻為后續(xù)的電路提供持續(xù)的低電平保證6個(gè)輸入端都由信號(hào)輸入，單刀三擲開(kāi)關(guān)和直流電源為其雙方的任意一端提供高電平，使輸入的邏輯

14、電路的信號(hào)符合邏輯電路的判斷范圍。使能信號(hào)產(chǎn)生高電平，由于使用與門(mén)，所以只有當(dāng)使能信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，再加上開(kāi)關(guān)所選擇的輸入端才能通過(guò)高電平信號(hào)，其余通過(guò)的則為低電平信號(hào)。也由于使能信號(hào)的同時(shí)控制6個(gè)與門(mén)，也保證了進(jìn)入邏輯電路信號(hào)的同步性。</p><p><b>　　2.2邏輯電路</b></p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況可此游戲會(huì)出現(xiàn)9可能，以下用真值表表示：</p

15、><p>　　表1 游戲狀況真值表</p><p>　　根據(jù)真值表可得以下表達(dá)式：</p><p>　　根據(jù)表達(dá)式畫(huà)出以下邏輯電路圖： </p><p><b>　　圖3 邏輯電路圖</b></p><p>　　該邏輯電路圖中的黃色發(fā)光二極管（LED1）為兩方和的狀態(tài)，不以顯示屏計(jì)數(shù)。紅色發(fā)光二極管

16、(LED3、LED4)是電源指示燈，當(dāng)使能信號(hào)輸入時(shí)，紅燈滅表示在判斷階段；若紅燈不滅則表示有作弊現(xiàn)象（單刀三擲開(kāi)關(guān)懸空），直接由裁判判處其認(rèn)輸。</p><p><b>　　2.3顯示電路：</b></p><p><b>　　圖4 顯示電路圖</b></p><p>　　本部分電路主要由74LVC161、、數(shù)字顯示屏組

17、成，對(duì)于74LVC161，其CET、CEP接高電平，接邏輯電路的輸出信號(hào)，D0、D1、D2、D3接低電平，Q0、Q1、Q2、Q3為輸出信號(hào)，由于是五局三勝制，所以Q3Q2Q1Q0=0001、0010、0011三種情況，當(dāng)Q1Q0=11時(shí)，和與非門(mén)連接的綠色發(fā)光二極管就亮了，說(shuō)明已達(dá)到三勝了。對(duì)于74HC4511，BL、LT接高電平，接低電平，D0D1D2D3分別于74LVC161的Q0Q1Q2Q3連接。達(dá)到計(jì)數(shù)的效果</p>

18、<p>　　三、電路優(yōu)缺點(diǎn)分析及改進(jìn)</p><p>　　先從邏輯電路說(shuō)起，根據(jù)要求電路的正常情況下，應(yīng)該是出現(xiàn)了9種可能，所以直接根據(jù)真值表和表達(dá)式得出邏輯電路，然后得考慮，有人不出的情況，則又多了7種可能，即一人出一人不出（6種）和兩個(gè)人都不出。但是對(duì)于兩人都不出的情況在邏輯電路中不好控制，所以就必須把這多出來(lái)的7種可能消除掉，因此就在開(kāi)關(guān)的選擇上注意這個(gè)問(wèn)題，最開(kāi)始是用了按鍵，若按一下是產(chǎn)生一

19、個(gè)脈沖，那么對(duì)于信號(hào)的同步性不好把握；若按一下是產(chǎn)生連續(xù)的高電平，那么就得考慮讓這連續(xù)的高電平復(fù)位，想過(guò)用鎖存器，但還是同樣產(chǎn)生不好復(fù)位的問(wèn)題。之后是考慮人工復(fù)位，則有可能出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題就是忘了復(fù)位，又按了另一個(gè)，那么邏輯電路就判斷不出來(lái)了，所以最終選擇單刀三擲開(kāi)關(guān)和下拉電阻的組合，能產(chǎn)生連續(xù)的高電平，有且只有一個(gè)高電平，再通過(guò)使能信號(hào)，與門(mén)，就可以控制其同步性。但單刀三擲開(kāi)關(guān)也有懸空的時(shí)候（惡意犯規(guī)），所以選擇或門(mén)判斷。電路整體比較簡(jiǎn)單

20、，沒(méi)有太多的延時(shí)芯片，但也能控制其信號(hào)的同步性。</p><p>　　然而如果在裁判按下控制鍵的同時(shí)突然改變自己的選擇，可能會(huì)導(dǎo)致間接性的低電平輸入，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解決，應(yīng)該讓使能信號(hào)的頻率快于人的完成改變選擇的速度，但同時(shí)還得保證這個(gè)脈沖使發(fā)光二極管發(fā)光的時(shí)間在人眼分辨率之內(nèi)。其次對(duì)于一個(gè)產(chǎn)生來(lái)說(shuō)，操作越簡(jiǎn)單，對(duì)人的要求越少會(huì)越受歡迎，本產(chǎn)品對(duì)人的要求還是比較高的，對(duì)于復(fù)位鍵可以處理成自動(dòng)化，就是從Q0Q1出來(lái)

21、的兩條線接到一個(gè)與門(mén)（假設(shè)為v1）上其輸出接上一個(gè)555定時(shí)器之后再接一個(gè)非門(mén)（假設(shè)為v2），定時(shí)器輸出和控制復(fù)位鍵的高電平 接在一個(gè)與門(mén)（假設(shè)為v3）上，當(dāng)Q0Q1=11時(shí)，即顯示屏顯示為“3”時(shí)，v1輸出為高電平，經(jīng)過(guò)555定時(shí)器延時(shí)（避免顯示屏上的“3”立即被清零），經(jīng)過(guò)v2，變成低電平，再和控制復(fù)位鍵的高電平經(jīng)過(guò)v3，還是低電平，則就達(dá)到清零的目的了。這些闡述都是本電路沒(méi)有處理的問(wèn)題</p><p>&l