数电课程设计射击自动报靶器.doc

题目：射击自动报靶器 班 级： 目录 设计任务要求—————————1 方案设计与论证————————2 各单元电路设计与分析—————3 总体电路原理图及元器件清单——6 电路仿真及仿真结果分析————9 作品照片———————————9 七、 结论与心得体会————————10 射击自动报靶器? 一、设计任务与要求? 1,用11个开关信号模拟环数取样信号,分别表示(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10环,其中0表示没射中,每次射击完毕后立刻显示环数?2,每个人可以射击5次,5次后射击次数自动清零,表示此人不能再射击?3,自动统计累计环数并显示?。? 二,方案设计与论证? 从设计要求可以看出是要设计出一个能够实现自动显示射击次数,单次射击环数,中靶次数以及中靶总次数的自动报靶器。由其功能可以看出在此设计中要用到编码器,计数器,加法器,寄存器,译码器,门电路以及一些基础元件来设计出相对应的功能。 1 设计方案 (1)电路原理框图? 编码器，实现单次射击靶数 开关信号模拟环数信号取样 编码器，实现单次射击靶数 开关信号模拟环数信号取样 计数器，对射中次数进行计数 计数器，对射中次数进行计数 七段显示译码器 七段显示译码器 计数器，对射击次数进行计数 计数器，对射击次数进行计数 （2）设计思路? ??1开关信号模拟环数取样信号??? 选用十一个开关,分别代表打靶成绩:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10环,其中10环用一个显示,每次只有一个开关从高电平变到低电平。???? 2编码电路?????? 选用74ls148优先编码器,将两个编码器,非门和与非门连接成16--4线优先编码器,对十一个摸拟信号进行编码。???? ??3计数器电路?????? 计数器电路分为射击次数计数和中靶次数计数两部分。两部分都选用?74 ls160计数器,射击次数部分用反馈置零法接成5进制计数器,并用十一个开关模拟信号用组合逻辑电路连接成CP脉冲,当第五次射击完成立即清零。中靶次数部分则以优先编码器的四个输出通过组合逻辑电路连接成CP脉冲。???? 4显示电路?????? 选用七段显示译码器对单次靶数,射击次数、中靶次数、中靶总次数进行显示。???? 5复位清零电路?????? 通过一个接电源的开关连接在对中靶次数进行计数的74 ls160的CLR的端和两个寄存器的CLR的端,对中靶次数和总次数进行手动复位清零。? 三、单元电路设计与参数计算? 1、开关模拟环数取样信号电路单元设计? 分析：该单元利用开关来模拟数字电路中的高电平与低电平，高电平用二进制数1表示，低电平用二进制数0表示。因此用十一个开关来摸拟高低电平，并送入芯片74LS184优先编码器早进行编码。从而达到了模拟打靶环数的目的。 2、优先编码器单电路设计? 分析：该单元电路用到两片74LS148优先编码器，将第1片的EO接第2片的EI?端，则只有当第1片没有编码输入信号时，第2片才能工作，这样就把两片74LS148进行了优先权排队，第1片的优先权高于第2片。由于每片74LS148本身已经对它的8个输入端按优先权高、低进行了排队，所以就形成了16—4优先编码器。输出最高位则由第一片的GS’产生。 3、计数器和CP脉冲单元电路设计? 分析：射击次数计数部分的?CP脉冲是由十一个开关模拟信号通过组合逻辑电路连接而成的，这个CP脉冲同时也是两个74LS175寄存器的CP脉冲。将计数器用反馈置零法接成5进制计数器，其它没有引脚接相应的高低电平。这样射击次数的功能就实现了。? 中靶次数计数部分的CP脉冲则由编码单元电路的四个输出通过组合逻辑电路连接而成的。其它引脚接相应输入输出即可。? 四 总电路工作原理和元器件清单 1总原理图 2．电路完整工作过程描述（总体工作原理）? 电路开始工作后，由开关控制输出模拟的环数取样信号，每次输出一组二进制代码，和一个由处理产生的CP脉冲。这组代码经过优先编码器进行编码并输出，然后在七段显示译码器上显示出这次射击的环数。同时统计中靶次数的计数器在以优先编码器输出处理而成的CP脉冲的作用下开始计数，每个下降沿的到来计数加一，当没射中时，则CP脉冲不产生下降沿，从而不加一。? 而由开关模拟的环数取样信号处理而成的CP信号则直接对统计射击次数的计数器起作用，同样也是每个下降沿来时计数加一。这个CP信号还通过一个非门与两个74LS175寄存器的CLK相连，从而控制寄存器内容的更新，每一个上升沿更新一次。? ??优先编码器产生的四位二进制代码将输入到六位串行进位加法器中，与寄存器所寄存的数相加，相加后的结果就寄存在寄存器中。? ??寄存器寄存的六位二进制