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1、<p> 《拔河游戲控制器》課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p> 學(xué)院:信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院</p><p><b> 專(zhuān)業(yè):電子信息工程</b></p><p><b> 年級(jí):10級(jí)1班</b></p><p> 一:設(shè)計(jì)任務(wù)分析…………………………………………3</p>
2、<p> 二:拔河游戲控制器的總體方案…………………………3</p><p> 三:各單元電路的設(shè)計(jì)、工作原理、器件的選擇及介紹………………………………………………………………3</p><p> 3.1. 各單元電路的設(shè)計(jì)……………………………………3</p><p> 3.2.工作原理………………………………………………5</p>
3、;<p> 3.3 .設(shè)備及原器件介紹……………………………………6</p><p> 四:心得體會(huì)……………………………………………………7</p><p> 五:附錄…………………………………………………………8 </p><p> 5.1整體電路圖………………………………………………8</p><p> 5.2電
4、路仿真圖………………………………………………9</p><p> 六、參考文獻(xiàn)……………………………………………………10</p><p><b> 一:設(shè)計(jì)任務(wù)分析</b></p><p> 拔河游戲控制器是一種能容納甲乙雙方參賽游戲控制電路。由一排9個(gè)LED發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)是發(fā)光的LED管向自己的
5、一方的終點(diǎn)延伸,當(dāng)延伸到一方的最后一個(gè)LED管時(shí),則該方獲勝。并計(jì)下勝利的次數(shù),每次比賽前都需要進(jìn)行清零,并使按鈕開(kāi)關(guān)復(fù)位。</p><p> “電子繩”由9個(gè)LED管構(gòu)成,比賽開(kāi)始時(shí)位于中間的LED管發(fā)亮。甲乙雙方通過(guò)按鍵輸入信號(hào),用鍵盤(pán)上的A,B鍵來(lái)模擬。當(dāng)發(fā)亮的LED管從中點(diǎn)移動(dòng)到任意方的最后一個(gè)時(shí)比賽結(jié)束,電路自鎖保持當(dāng)前狀態(tài)不變,除非裁判要求復(fù)位,并對(duì)勝利的一方計(jì)數(shù)器自動(dòng)加一。</p>
6、<p> 3. 計(jì)分電路用兩位七段數(shù)碼管對(duì)分別雙方得分進(jìn)行累計(jì),在每次比賽結(jié)束時(shí)電路自動(dòng)加分。比賽結(jié)束后計(jì)數(shù)器清零。</p><p><b> 二.總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p> 可逆計(jì)數(shù)器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進(jìn)制數(shù)0000,經(jīng)譯碼器輸出使中間的一只發(fā)光二極管點(diǎn)亮。當(dāng)按動(dòng)A、B兩個(gè)按鍵時(shí),分別產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào),經(jīng)整形后分別加到可逆計(jì)
7、數(shù)器上,可逆計(jì)數(shù)器輸出的代碼經(jīng)譯碼器譯碼后驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮并產(chǎn)生位移,當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方終端后,由于控制電路的作用,使這一狀態(tài)被鎖定,而對(duì)輸入脈沖不起作用。如按動(dòng)復(fù)位鍵,亮點(diǎn)又回到中點(diǎn)位置,比賽又可重新開(kāi)始。</p><p> 三. 各單元電路的設(shè)計(jì)、工作原理、器件的選擇及介紹</p><p> 1、各單元電路的設(shè)計(jì)</p><p> ?。?).編碼電路的設(shè)計(jì)
8、</p><p> 由雙時(shí)鐘二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74LS193構(gòu)成,它有2個(gè)輸入端,4個(gè)輸出端,能進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)。</p><p><b> ?。?)整形電路設(shè)計(jì)</b></p><p> 由與門(mén)74LS08和與非門(mén)74LS00構(gòu)成。因74LS193是可逆計(jì)數(shù)器,控制加減的CP脈沖分別加至5腳和4腳,此時(shí)當(dāng)電路要求進(jìn)行加法計(jì)數(shù)時(shí),減法輸入端
9、CPD必須接高電平;進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí),加法輸入端CPU也必須接高電平,若直接由A、B鍵產(chǎn)生的脈沖加到5腳或4腳,就有很多時(shí)機(jī)在進(jìn)行計(jì)數(shù)輸入時(shí)另一計(jì)數(shù)輸入端為低電平,使計(jì)數(shù)器不能計(jì)數(shù),雙方按鍵均失去作用,拔河比賽不能正常進(jìn)行。加一整形電路,使A、B二鍵出來(lái)的脈沖經(jīng)整形后變?yōu)橐粋€(gè)占空比很大的脈沖,這就減少了進(jìn)行某一計(jì)數(shù)時(shí)另一計(jì)數(shù)輸入為低電平的可能性,從而使每按一次鍵都有可能進(jìn)行有效的計(jì)數(shù)。</p><p><b&
10、gt; ?。?)譯碼電路設(shè)計(jì)</b></p><p> 由兩個(gè)4端-8線的74LS138構(gòu)成4線-16線譯碼器。</p><p> 圖為兩片74LS138級(jí)聯(lián)成4-16線譯碼器</p><p> 由A0,A1,A2,S1,S2,S3作為輸入端,譯碼器的輸出Y0~Y15中選9個(gè)接電平指示燈,電平指示燈的負(fù)端接地,而正端接譯碼器;這樣,當(dāng)輸出為高電平時(shí)
11、電平指示燈點(diǎn)亮。</p><p> 比賽準(zhǔn)備,譯碼器輸入為0000,Y0輸出為1,中心處指示燈首先點(diǎn)亮,當(dāng)編碼器進(jìn)行加法計(jì)數(shù)時(shí),亮點(diǎn)向右移,進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí),亮點(diǎn)向左移。</p><p> (4)控制電路設(shè)計(jì) </p><p> 由異或門(mén)74LS86和與非門(mén)74LS00構(gòu)成,其作用是指示出誰(shuí)勝誰(shuí)負(fù)。當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方的終端時(shí),判該方為勝,此時(shí)雙方的按鍵均宣告無(wú)效
12、。將雙方終端指示燈的正接至異或門(mén)的2個(gè)輸入端,當(dāng)獲勝一方為“1”,而另一方則為“0”,異或門(mén)輸出為“1”,經(jīng)與非門(mén)產(chǎn)生低電平“0”,再送到74LS193計(jì)數(shù)器的置數(shù)端 LD’ ,于是計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù),處于預(yù)置狀態(tài),由于計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)端A、B、C、D和輸出QA、QB、QC、QD對(duì)應(yīng)相連,輸入也就是輸出,從而使計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖不起作用。</p><p> (5)勝負(fù)顯示電路設(shè)計(jì)</p><p> 由
13、計(jì)數(shù)器74LS90D和譯碼顯示器構(gòu)成。將雙方終端指示燈正極經(jīng)與非門(mén)輸出后分別接到2個(gè)74LS90D計(jì)數(shù)器的EN端,74LS90D的兩組4位BCD碼分別接到實(shí)驗(yàn)箱中的兩組譯碼顯示器的8、4、2、1插孔上。當(dāng)一方取勝時(shí),該方終端指示燈發(fā)亮,產(chǎn)生一個(gè)上升沿,使相應(yīng)的計(jì)數(shù)器進(jìn)行加一計(jì)數(shù),于是就得到了雙方取勝次數(shù)的顯示,若1位數(shù)不夠,則進(jìn)行2位數(shù)的級(jí)連。</p><p><b> ?。?)復(fù)位電路設(shè)計(jì)</b
14、></p><p> 74LS193的清零端CR接一個(gè)電平開(kāi)關(guān),作為一個(gè)開(kāi)關(guān)控制,進(jìn)行多次比賽而需要的復(fù)位操作,使亮點(diǎn)返回中心點(diǎn)。</p><p> 74LS90D的清零端RD也接一個(gè)電平開(kāi)關(guān),作為勝負(fù)顯示器的復(fù)位來(lái)控制勝負(fù)計(jì)數(shù)器使其重新計(jì)數(shù)。</p><p><b> 2.工作原理</b></p><p>
15、 拔河游戲機(jī)用9個(gè)電平指示燈排列成一行,開(kāi)機(jī)后只有中間一個(gè)點(diǎn)亮,以此作為拔河的中心線,游戲雙方各持一個(gè)按鍵,迅速地、不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖,誰(shuí)按得快,亮點(diǎn)向誰(shuí)方向移動(dòng),每按一次,亮點(diǎn)移動(dòng)一次。移到任一方終端指示燈點(diǎn)亮,這一方就得勝,此時(shí)雙方按鍵均無(wú)作用,輸出保持,只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心線。最后,顯示器顯示勝者的盤(pán)數(shù)。</p><p> 可逆計(jì)數(shù)器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進(jìn)制數(shù)0000,經(jīng)譯碼器輸出
16、使中間的一只電平指示燈點(diǎn)亮。當(dāng)按動(dòng)A、B兩個(gè)按鍵時(shí),分別產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào),經(jīng)整形后分別加到可逆計(jì)數(shù)器上,可逆計(jì)數(shù)器輸出的代碼經(jīng)譯碼器譯碼后驅(qū)動(dòng)電平指示燈點(diǎn)亮并產(chǎn)生位移,當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方終端后,由于控制電路的作用,使這一狀態(tài)被鎖定,而對(duì)輸入脈沖不起作用。如按動(dòng)復(fù)位鍵,亮點(diǎn)又回到中點(diǎn)位置,比賽又可重新開(kāi)始。</p><p> 將雙方終端指示燈的正端分別經(jīng)一個(gè)或門(mén)和一個(gè)與非門(mén)后接到2個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90D的使
17、能端INA,當(dāng)任一方取勝,該方終端指示燈點(diǎn)亮,產(chǎn)生1個(gè)下降沿使其對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。這樣,計(jì)數(shù)器的輸出即顯示了勝者取勝的盤(pán)數(shù)。</p><p> 3.設(shè)備及原器件介紹</p><p> (1)+5V直流電源 邏輯電平開(kāi)關(guān) 電阻1K(4個(gè)) 電阻200(9個(gè))</p><p> ?。?)74LS193 3線-8線譯碼器(2片)</p>&l
18、t;p> ?。?)74LS90D 同步計(jì)數(shù)器(2片)</p><p> 引出端功能符號(hào):INB、INA 時(shí)鐘輸入端</p><p> RO1、RO 2 清零端</p><p> QA~QD 計(jì)數(shù)器輸出端</p><p> R1~R2計(jì)數(shù)器輸出端</p><p> ?。?)74LS193 同步二進(jìn)制
19、可逆計(jì)數(shù)器(1片)</p><p> 引出端功能符號(hào):DOWN/ UP 減/加輸入端 </p><p> BO、CO 借位、進(jìn)位</p><p> A~D 輸入端</p><p> QA~QD 輸出端</p><p> LOAD 預(yù)置數(shù)控制端</p><p
20、> CLR 清零端</p><p> ?。?)74LS00 2輸入與非門(mén) (9片)</p><p> 74LS08 2輸入與門(mén) (2片)</p><p> 74LS86 2輸入異或門(mén) (1片)</p><p><b> 四.收獲、體會(huì)</b></p>
21、;<p> 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)字電子技術(shù)有了更進(jìn)一步的熟悉,實(shí)際操作和課本上的知識(shí)有很大聯(lián)系,但高于課本,一個(gè)看似很簡(jiǎn)單的電路,要?jiǎng)邮职阉O(shè)計(jì)出來(lái)就比較困難了,要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)中注意這一點(diǎn),要把課本上所學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來(lái),同時(shí)通過(guò)本次電路的設(shè)計(jì),不但鞏固了所學(xué)知識(shí),增強(qiáng)了學(xué)習(xí)的興趣,考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,和組織材料的綜合能力。</p><p> 通過(guò)設(shè)計(jì)拔河游
22、戲機(jī)控制電路,讓我對(duì)數(shù)字邏輯這門(mén)課有了更深刻的了解,對(duì)電子器件的認(rèn)識(shí)也不再停留在字面上,實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐的飛躍。我了解到理論和實(shí)踐是分不開(kāi)的。只懂理論不行,當(dāng)你面對(duì)一堆元器件時(shí),你會(huì)茫然不知所措;可只懂實(shí)踐也不行,當(dāng)別人問(wèn)你為什么會(huì)這樣,怎么樣才算正確,如果你說(shuō)憑感覺(jué)是不足以服人的。學(xué)習(xí)的目的就是去應(yīng)用,只有實(shí)踐才能將書(shū)本知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)用的技能。</p><p><b> 五、電路仿真圖</b&
23、gt;</p><p><b> 5.1整體電路圖</b></p><p><b> 5.2仿真電路圖</b></p><p><b> 六、參考文獻(xiàn)</b></p><p> [1]《實(shí)用電子電路手冊(cè)》北京:高等教育出版社,1991</p><p&
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