1、拔河游戲控制器 課程設(shè)計報告學院：信息科學與技術(shù)學院專業(yè)：電子信息工程年級：10級1班姓名：單玉明(2010508096)高波(2010508091)一： 設(shè)計任務(wù)分析 3二：拔河游戲控制器的總體方案 3三： 各單 元電路的 設(shè)計、 工作原理、器 件的 選擇 及介紹 33.1.各單元電路的設(shè)計332工作原理53.3 .設(shè)備及原器件介紹6四：心得體會7五：附錄85.1整體電路圖 85.2電路仿真圖910六、參考文獻設(shè)計任務(wù)分析1. 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LED發(fā)光二極管表示拔河的“電子繩”。由甲乙雙方通過按鈕開關(guān)是發(fā)光的LED管向自己的一方的終點延伸，當延

2、伸到一方的最后一個LED管時，則該方獲勝。并計下勝利的次數(shù)，每次比賽前都需要進行清零，并使按鈕開關(guān)復(fù)位。2. “電子繩”由9個LED管構(gòu)成，比賽開始時位于中間的 LED管發(fā)亮。甲乙 雙方通過按鍵輸入信號，用鍵盤上的 A,B鍵來模擬。當發(fā)亮的LED管從中 點移動到任意方的最后一個時比賽結(jié)束，電路自鎖保持當前狀態(tài)不變，除 非裁判要求復(fù)位，并對勝利的一方計數(shù)器自動加一。3. 計分電路用兩位七段數(shù)碼管對分別雙方得分進行累計，在每次比賽結(jié)束時 電路自動加分。比賽結(jié)束后計數(shù)器清零。二.總體方案設(shè)計可逆計數(shù)器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進制數(shù)0000，經(jīng)譯碼器輸出使中間的一只發(fā)光二極管點亮。當按動 A、

3、B兩個按鍵時，分別產(chǎn)生兩個脈沖信號，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。三.各單元電路的設(shè)計、工作原理、器件的選擇及介紹1、各單元電路的設(shè)計(1) .編碼電路的設(shè)計加/減計數(shù)。由雙時鐘二進制同步可逆計數(shù)器74LS193構(gòu)成，它有2個輸入端，4個輸出端，能進行'14|C74LS193 .lb4L3|21 5| 7-|(2) 整形電路設(shè)計由與門74LS08和與非門74LS00構(gòu)成。因74LS19

4、3是可逆計數(shù)器，控制加減的CP脈沖分別加至5腳和4腳，此時當電路要求進行加法計數(shù)時，減法輸入端CPd必須接高電平;進行減法計數(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，就有很多時機在進行計數(shù)輸入時另一計數(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行。加一整形電路，使A、B二鍵出來的脈沖經(jīng)整形后變?yōu)橐粋€占空比很大的脈沖， 這就減少了進行某一計數(shù)時另一計數(shù)輸入為低電平的可 能性，從而使每按一次鍵都有可能進行有效的計數(shù)。（3）譯碼電路設(shè)計由兩個4端-8線的74LS138構(gòu)成4線-16線譯碼器。Du D1 D%Di圖為兩片74LS13

5、8級聯(lián)成4-16線譯碼器由AO, A1,A2 , S1, S2, S3作為輸入端，譯碼器的輸出YoYi5中選9個接電平指示燈，電平指示燈的負端接地，而正端接譯碼器；這樣，當輸出為高電平時電平指示燈點亮。比賽準備，譯碼器輸入為0000, Yo輸出為1，中心處指示燈首先點亮，當編碼器進行 加法計數(shù)時，亮點向右移，進行減法計數(shù)時，亮點向左移。（4）控制電路設(shè)計由異或門 74LS86 和與非門 74LS00 構(gòu)成，其作用是指示出誰勝誰負。當亮點移到任何 一方的終端時， 判該方為勝， 此時雙方的按鍵均宣告無效。 將雙方終端指示燈的正接至異或 門的 2 個輸入端，當獲勝一方為“ 1”，而另一方則為“ 0”

6、，異或門輸出為“ 1”，經(jīng)與非門產(chǎn) 生低電平“ 0”，再送到 74LS193 計數(shù)器的置數(shù)端 LD '，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Qa、Qb、Qc、Qd對應(yīng)相連，輸入也就是輸出， 從而使計數(shù)器對脈沖不起作用。（ 5）勝負顯示電路設(shè)計由計數(shù)器 74LS90D 和譯碼顯示器構(gòu)成。將雙方終端指示燈正極經(jīng)與非門輸出后分別接到 2 個 74LS90D 計數(shù)器的 EN 端， 74LS90D 的兩組 4 位 BCD 碼分別接到實驗箱中的兩組譯 碼顯示器的 8、 4、 2、 1 插孔上。當一方取勝時，該方終端指示燈發(fā)亮，產(chǎn)生一個上升沿， 使相應(yīng)的計數(shù)器進

7、行加一計數(shù)， 于是就得到了雙方取勝次數(shù)的顯示， 若 1 位數(shù)不夠， 則進行 2 位數(shù)的級連。（6）復(fù)位電路設(shè)計74LS193 的清零端 CR 接一個電平開關(guān)，作為一個開關(guān)控制，進行多次比賽而需要的復(fù) 位操作，使亮點返回中心點。74LS90D 的清零端 RD 也接一個電平開關(guān)， 作為勝負顯示器的復(fù)位來控制勝負計數(shù)器使 其重新計數(shù)。2. 工作原理拔河游戲機用 9 個電平指示燈排列成一行，開機后只有中間一個點亮，以此作為拔河 的中心線，游戲雙方各持一個按鍵，迅速地、不斷地按動產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點向誰方 向移動，每按一次，亮點移動一次。移到任一方終端指示燈點亮，這一方就得勝，此時雙方 按鍵均無作用

8、， 輸出保持，只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點恢復(fù)到中心線。 最后，顯示器顯示勝者的 盤數(shù)。可逆計數(shù)器 74LS193 原始狀態(tài)輸出 4 位二進制數(shù) 0000，經(jīng)譯碼器輸出使中間的一只電 平指示燈點亮。當按動 A、 B 兩個按鍵時，分別產(chǎn)生兩個脈沖信號，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)動電平指示燈點亮并產(chǎn)生位移，當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。將雙方終端指示燈的正端分別經(jīng)一個或門和一個與非門后接到2個十進制計數(shù)器74LS90D的使能端INA，當任一方取勝，該方終端

9、指示燈點亮，產(chǎn)生1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數(shù)。3.設(shè)備及原器件介紹（1） +5V直流電源邏輯電平開關(guān)電阻1K（4個）電阻200（ 9個）（2）74LS1933線-8線譯碼器（2片）7（!¥”51 1 1 1 1 1 i 1（3）74LS90D 同步計數(shù)器 （2片）U11SSLfl74LS90D引出端功能符號：INB、INA時鐘輸入端RO1 RO 2清零端QAQD十數(shù)器輸出端R1R2十數(shù)器輸出端（4）74LS193 同步二進制可逆計數(shù)器（1片）7ii引出端功能符號：DOWN/ UP減/加輸入端BO、CO 借位、進位AD 輸入端QAQD 輸出端

10、(5) 74LS00LOADCLR2輸入與非門預(yù)置數(shù)控制端清零端（9片）74LS082輸入與門（2片）74LS862輸入異或門 （1片）四收獲、體會通過本次課程設(shè)計對數(shù)字電子技術(shù)有了更進一步的熟悉，實際操作和課本上的知識有很大聯(lián)系，但高于課本，一個看似很簡單的電路，要動手把它設(shè)計出來就比較困難了，要求我們在以后的學習中注意這一點，要把課本上所學到的知識和實際聯(lián)系起來，同時通過本次電路的設(shè)計，不但鞏固了所學知識，增強了學習的興趣， 考驗了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻資料，和組織材料的綜合能力。通過設(shè)計拔河游戲機控制電路，讓我對數(shù)字邏輯這門課有了更深刻的了解，對電子器件的認識也不再停留在字面

11、上， 實現(xiàn)了從理論到實踐的飛躍。 我了解到理論和實踐是分不開的。 只懂理論不行，當你面對一堆元器件時，你會茫然不知所措； 可只懂實踐也不行， 當別人問你為什么會這樣，怎么樣才算正確，如果你說憑感覺是不足以服人的。學習的目的就是去應(yīng)用，只有實踐才能將書本知識轉(zhuǎn)化為實用的技能。五、電路仿真圖5.1整體電路圖±74L&D30iU5EFdlS-CCD7/li"LgiOIJ7iU ? r rnh.-1h£t訶VDCW i卜iMy = !pl C «鳳j iitVCikn1kQF4L SE PO74L$<li9&4 UWr>-74L50D

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