数字电子技术拔河游戏机..doc

拔河游戏机 课程设计目的 1.设计并实现可供2人进行拔河游戏的电路 2.熟悉应用数电知识完成应用。 3.理解元件的工作原理和实际用途。 设计内容及要求 2.1内容：设计并制作一个拔河游戏机电路 2.2基本要求 （1）初始15个或9个发光二极管排列成一行，开机后只有中间一个点亮； （2）游戏双方各持有一个按键，按键按动一次，亮点有可能移动一次； （3）亮点移动的方向与按键快的一方一致； （4）当任一方终端二极管点亮时，这一方就得胜，再按键电路输出不变； （5）按复位后，回到初始状态。 设计任务分析 本课题的主要任务是让拔河游戏机的电平指示灯由中点向速度快的一方延伸，而阻止向速度慢的一方延伸。可以设想用可预置的加/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电平指示灯的显示状态。如当计数器进行加法计数时，发亮的电平指示灯向右方延伸，相反，进行减法计数时，发亮的电平指示灯向相反方向移动。当移动到一方的终点就就把电路锁定，此时双方按键均无作用，只有按了复位按键双方才能继续下一局的比赛，计数器就记录双方的获胜的次数，数码管显示胜者赢的盘数。 总体设计方案 4.1设计思路 (1)本课题所设计的拔河游戏机由9个电平指示灯排列成一行，开机之后只有中间一个电平指示灯亮，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,由点亮该终点灯的信号使电路封锁加减脉冲信号的作用。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的脉冲信号进入计数器的加减脉冲的输入端，其进入方向则由参赛双方的按键信号决定。 4.2总体设计框图 图1 拔河游戏机总体设计框图 4.3整机电路图 见附录一 各单元电路的设计方案及芯片原理说明 5.1各单元电路的设计方案 5.1.1编码电路 编码器有二个输入端，四个输出端，要进行加 / 减计数，因此选用CC40193双时钟十进制同步加 / 减计数器来完成。其电路及连接方式如下： 5.1.2整形电路 用74LS00和74LS08代替CC4011和CC4081,其实现功能一样。 由与门74LS08和与非门74LS00构成整形电路。起初，由两片74LS00构成一RS触发器，它有两个输入端R、S和两个输出端Q、Q。当R=1、S=0时，则Q=0,Q=1,触发器置1。当R=0、S=1时，则Q=1,Q=0,触发器置0，当触发器的两个输入端加入不同逻辑电平时，它的两个输出端Q和Q有两种互补的稳定状态。S=0,R=1使触发器置1，或称置位。因置位的决定条件是S=0,故称S 端为置1端。R=0,S=1时，使触发器置0，或称复位。同理，称R端为置0端或复位端。经RS触发器 后再经与门和非门，以达到整形的目的。 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，使原先加的脉冲 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，从而使每按一次键CPD都有可能进行有效的计数。 5.1.3译码电路 由4线－16线译码器CC4514构成。译码器的输出Y0～Y15中选15个接电平指示灯，电平指示灯的负端接地，而正端接译码器；这样，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。电路图如下图所示： 5.1.4控制电路 为指示出谁胜谁负，需用一个控制电路。当亮点移到任何一方的终端时，判该方为胜， 此时双方的按键均宣告无效。此电路可用异或门CC4030和非门CC4011 来实现。将双方终端二极管的正极接至异或门的两个输入端，当获胜一方为“1”，而另一方则为“0”，异或门输出为“1”，经非门产生低电平“0”，再送到CC40193计数器的置数端PE，于是计数器停止计数，处于预置状态，由于计数器数据端A、B、C、D 和输出端Q0、Q1、Q2、Q3对应相连，输入也就是输出，从而使计数器对输入脉冲不起作用。其电路图如下所示： 5.1.5胜负显示 将双方终端二极管正极经非门后的输出分别接到二个CC4518 计数器的EN 端，CC4518