拔河游戲機課程設(shè)計報告

1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計報告</p><p>　　設(shè)計課題： 拔河游戲機 </p><p>　　學(xué)生姓名： xxxxxx </p><p>　　指導(dǎo)教師： xxxxxx </p><p>　　設(shè)計時間： xxxxxxxxxxxxxx </p><

2、p>　　1 設(shè)計任務(wù)與要求</p><p>　?。?）設(shè)計一個能進(jìn)行拔河游戲的電路。</p><p>　?。?）電路使用9個發(fā)光二極管，開機后只有中間一個發(fā)亮，此即拔河的中心點。</p><p>　?。?）游戲雙方各持一個按鈕，迅速地、不斷地按動，產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點就向誰的方向移動，每按一次，亮點移動一次。</p><p>　　

3、（4）亮點移到任一方終端二極管時，這一方就獲勝，此時雙方按鈕均無作用，輸出保持，只有復(fù)位后才使亮點恢復(fù)到中心。</p><p>　?。?）用數(shù)碼管顯示獲勝者的盤數(shù)。[2]</p><p>　　2 方案設(shè)計與論證</p><p>　　可逆計數(shù)器CC40193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)光二極管點亮。當(dāng)按動A、B兩個按鍵時，分別產(chǎn)生兩個

4、脈沖信號，經(jīng)整形后分別加到可逆計數(shù)器上，可逆計數(shù)器輸出的代碼經(jīng)譯碼器譯碼后驅(qū)動發(fā)光二極管點亮并產(chǎn)生位移，當(dāng)亮點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，而對輸入脈沖不起作用。如按動復(fù)位鍵，亮點又回到中點位置，比賽又可重新開始。將雙方終端二極管的正端分別經(jīng)兩個與非門后接至二個十進(jìn)制計數(shù)器CC4518的允許控制端EN，當(dāng)任一方取勝，該方終端二極管點亮，產(chǎn)生一個下降沿使其對應(yīng)的計數(shù)器計數(shù)。這樣，計數(shù)器的輸出即顯示了勝者取勝的盤

5、數(shù)。設(shè)計電路框圖如圖一所示：</p><p>　　3 單元電路設(shè)計與參數(shù)計算</p><p><b>　　1.脈沖發(fā)生電路</b></p><p>　　如圖二①部分，前兩個與非門組成一個基本RS觸發(fā)器，在按鈕的作用下產(chǎn)生脈沖，后一個與門和兩個與非門組成一個整形電路其作用是產(chǎn)生一個占空比很大的脈沖信號，這樣就減少某一方在計數(shù)時另一方輸出為低電平

6、的概率，使甲乙雙方都能有效計數(shù)。</p><p><b>　　2、編碼電路 </b></p><p>　　如圖二②部分，CC40193是可逆計數(shù)器，控制加減的CP脈沖分別加至5腳和4腳，此時當(dāng)電路要求進(jìn)行加法計數(shù)時，減法輸入端CPD 必須接高電平；進(jìn)行減法計數(shù)時，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，那么就有很多時機在進(jìn)行計數(shù)輸入

7、時另一計數(shù)輸入端為低電平，使計數(shù)器不能計數(shù)，雙方按鍵均失去作用，拔河比賽不能正常進(jìn)行。</p><p>　　注：CC40193是加/減可逆計數(shù)器，其功能與74LS193的功能相似。</p><p><b>　　3、譯碼電路</b></p><p>　　如圖二 ③部分，選用4－16線CC4514譯碼器。譯碼器的輸出Q0～Q14 分接9個發(fā)光二極管

8、，二極管的負(fù)端接地，而正端接譯碼器；這樣，當(dāng)輸出為高電平時發(fā)光二極管點亮。比賽準(zhǔn)備，譯碼器輸入為0000，Q0 輸出為“1”，中心處二極管首先點亮，當(dāng)編碼器進(jìn)行加法計數(shù)時，亮點向右移，進(jìn)行減法計數(shù)時，亮點向左移。</p><p>　　注：CC4514 4線－16線譯碼器引腳排列及功能：[1]</p><p>　　A0～A3 — 數(shù)據(jù)輸入端 ；</p><p&g

9、t;　　INH — 輸出禁止控制端；</p><p>　　LE — 數(shù)據(jù)鎖存控制端；</p><p>　　Y0～Y15 — 數(shù)據(jù)輸出端</p><p>　?、佥敵鰻顟B(tài)鎖定在上一個LE＝“1”時，A0～A3的輸入狀態(tài) </p><p><b>　　4、控制電路</b></p><p>　　如圖二 ④

10、部分，為指示出誰勝誰負(fù)，需用一個控制電路。當(dāng)亮點移到任何一方的終端時，判該方為勝，此時雙方的按鍵均宣告無效。此電路可用異或門CC4030和非門CC4011來實現(xiàn)。將雙方終端二極管的正極接至異或門的兩個輸入端，當(dāng)獲勝一方為“1”，而另一方則為“0”，異或門輸出為“1”，經(jīng)非門產(chǎn)生低電平“0”，再送到CC40193計數(shù)器的置數(shù)端，于是計數(shù)器停止計數(shù)，處于預(yù)置狀態(tài)，由于計數(shù)器數(shù)據(jù)端A、B、C、D和輸出端QA、QB、QC、QD對應(yīng)相連，輸入也就

11、是輸出，從而使計數(shù)器對輸入脈沖不起作用。</p><p><b>　　5、 勝負(fù)顯示</b></p><p>　　如圖二 ⑤部分，將雙方終端二極管正極經(jīng)非門后的輸出分別接到二個CC4518計數(shù)器的EN端，CC4518的兩組4位BCD碼分別接到實驗裝置的兩組譯碼顯示器的A、B、C、D插口處。當(dāng)一方取勝時，該方終端二極管發(fā)亮，產(chǎn)生一個上升沿，使相應(yīng)的計數(shù)器進(jìn)行加一計數(shù)，于

12、是就得到了雙方取勝次數(shù)的顯示，若一位數(shù)不夠，則進(jìn)行二位數(shù)的級聯(lián)。</p><p>　　注：CC4518雙十進(jìn)制同步計數(shù)器引腳排列及功能： [3]</p><p>　　1CP、2CP — 時鐘輸入端 </p><p>　　1R、2R — 清除端</p><p>　　1EN、2EN — 計數(shù)允許控制端</p><p>　　

13、1Q0～1Q3 — 計數(shù)器輸出端</p><p>　　2Q0～2Q3 — 計數(shù)器輸出端 </p><p><b>　　6、 復(fù)位</b></p><p>　　如圖二 ⑥部分，為能進(jìn)行多次比賽而需要進(jìn)行復(fù)位操作，使亮點返回中心點，可用一個開關(guān)控制CC40193的清零端R即可。勝負(fù)顯示器的復(fù)位也應(yīng)用一個開關(guān)來控制勝負(fù)計數(shù)器CC4518的清零端R，使

14、其重新計數(shù)。</p><p>　　4 總原理圖及元器件清單</p><p><b>　　總原理圖</b></p><p>　　4.2 元件清單</p><p><b>　　＋5V直流電源  </b></p><p><b>　　譯碼顯示器

15、</b></p><p><b>　　邏輯電平開關(guān)</b></p><p>　　CC4514   4線－16線譯碼／分配器</p><p>　　CC40193  同步遞增／遞減 二進(jìn)制計數(shù)器</p><p>　　CC4518×2   十進(jìn)制

16、計數(shù)器</p><p>　　CC4511×2 譯碼器</p><p>　　CC4081×2 與門    </p><p>　　CC4011×7  與非門</p><p>　　CC4030  異或門</p>

17、<p>　　發(fā)光二極管LED×9</p><p>　　電阻 1K×4 200×9 </p><p><b>　　5 安裝與調(diào)試</b></p><p>　　6 性能測試與分析</p><p><b>　　結(jié)論與心得</b></p><

18、;p>　　對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題

19、，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。無論如何，這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在我們的努力下，終于游逆而解。</p><p><b>　　8 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 閻石主編：《數(shù)字電子電路》[M]，北京，中央廣播電視大學(xué)出版社，1993.26-27[2]