华北电力大学电子课设17灯电子拔河游戏机.docx
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华北电力大学电子课设17灯电子拔河游戏机
课程设计(综合实验)报告
(2011--2012年度第1学期)
名称:
电子技术综合实验
题目:
电子拔河游戏机
院系:
电气与电子工程学院
班级:
学号:
学生姓名:
指导教师:
设计周数:
一周
成绩:
日期:
2012年01月07日
《电子技术》综合实验
任务书
一、目的与要求
1.目的
1.1课程设计是教学中必不可少的重要环节,通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能,提高综合运用知识的能力,逐步增强实际工程训练。
1.2注重培养学生正确的设计思想,掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。
1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。
1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。
2.要求
2.1能够根据设计任务和指标要求,综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。
2.2根据课题需要选择参考书籍,查阅手册、图表等有关文献资料。
要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题,培养自己分析、解决问题的能力。
2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,掌握合理选用的原则。
2.4学会电子电路的安装与调试技能,掌握常用仪器设备的正确使用方法。
利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法,解决实验中出现的问题。
2.5学会撰写课程设计总结报告。
2.6通过课程设计,逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度,培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。
要求学生在设计过程中,坚持勤俭节约的原则,从现有条件出发,力争少损坏元件。
2.7在课程设计过程中,要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。
二、主要内容
共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题,学生根据自身情况自由选择其中之一。
1.移位寄存器型彩灯控制器
2.智力竞赛抢答器
3.电子拔河游戏机
4.交通信号灯控制器
5.数字电子钟
6.电子密码锁
7.电子秒表
8.数字电子钟(硬件)
三、进度计划
序号
设计(实验)内容
完成时间
备注
1
设计内容讲解、学习资料查找方法
半天
2
发放材料、清点材料、熟悉各种元器件
半天
3
查找资料、设计电路、绘制总体电路草图
1天
4
电路组装并调试或在Multisim上绘制电路图、仿真并调试
2天
5
验收、撰写实验报告
1天
四、设计(实验)成果要求
1.学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计,通过论证与选择,确定总体方案;然后对方案中单元电路进行选择和设计计算;最后画出总体电路图。
2.预设计经指导教师审查通过后,学生即可向实验室领取所需元器件等材料,在面包板上组装、调试电路,使之达到设计指标要求。
3.在Multisim软件平台上学生可直接设计、仿真和实现,直至达到设计要求。
五、考核方式
综合以下指标评定课程设计总成绩:
优、良、中、及格和不及格。
1.设计方案的正确性与合理性;
2.实验动手能力(安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力以及创新精神等);
3.总结报告;
4.答辩情况(课题的论述和回答问题的情况);
5.设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。
学生姓名:
指导教师:
年月日
一、课程设计(综合实验)的目的与要求
电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛或甲乙双方加裁判的三人游戏电路。
由一排LED发光二极管表示拔河的“电子绳”。
由甲,乙二人通过按钮开关使发光的LED管向自己一方的终点移动,当亮点移到任何一方的终点时,则该方获胜,连续比赛多局以定胜负。
1.由裁判下达比赛开始命令后,甲乙双方才能输入信号,否则,由于电路具有自锁功能,使输入信号无效。
2.“电子绳”至少有17个LED管构成,裁判下达“比赛开始”命令后,位于“电子绳”中点的LED管发亮。
甲,乙二人通过按钮开关使发光的LED管向自己一方的终点移动,并阻止其向对方延伸。
当点亮的LED管到达某一方的终点是,该方获胜。
此时通过字锁功能锁定电路,使输入不再有效,必须由裁判再次发出“比赛开始”命令时方能开始下一次比赛。
3.某方赢一次,由记分电路自动给该方加分一次,通过多次比赛以定胜负。
二、设计框图及电路系统概述
1.设计方案
(1)如图所示,甲乙通过信号输入电路中各自的开关的闭合,输入信号。
主要元件有开关。
(2)控制电路中包括裁判的控制信号,以及一局结束后自动锁住的信号来控制甲乙的输入信号是否有效。
主要元件有锁存器和触发器。
(3)计数器主要是实现对甲乙信号的加减运算。
本实验方案是通过两个74LS192双时钟可逆十进制计数器来实现的。
(4)译码器为了实现计数器的信号在17个指示灯组成的电子绳上显示。
并且一方赢的指示灯的信号还能反馈的主控制电路中,使甲乙输入信号无效。
译码器中主要用3个74LS1383线-8线译码器组成。
(5)甲方、乙方得分累计和显示甲乙各自的得分数,通过判断首尾指示灯信号产生的下降沿,来计算和显示。
其中用74LS1614位二进制同步加法计数器来计数,用七段数码显示器来显示双方的得分。
三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算
1.需要的元件
74LS00两输入与非门
74LS08与门
74LS192双时钟可逆十进制计数器
74LS1614位二进制同步加法计数器
74LS1383线-8线译码器
74LS32两输入或门
七段数码显示器
17个LED管,导线若干
2.各部分电路的设计
(1)计数器的设计:
由加减计数器构成,加减两端分别接控制门的两个输出端,若当甲有效时,就进行加计数,乙有效时则减计数。
实验中用2片74LS192级联。
用双时钟二进制同步可逆计数器74LS192构成,它有2个输入端,4个输出端,能进行加、减计数。
通过编码器来控制电平指示灯的显示,加计数时向右移动,进行减计数时,向相反方向移动。
电路图如下:
74LS192的功能表如下:
2片74LS192的级联电路如下所示:
(2)控制电路电路设计:
锁存器和触发器由与门74LS08和与非门74LS00构成。
因74LS192是可逆计数器,当电路要进行加计数或减计数时,另一端口必须保持高电平才能正常计数。
若直接由1、1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。
所以加一整形电路,使1、2两键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲,产生一个延迟,这样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,从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。
电路图如下图所示:
甲乙“拔河”时的显示电路:
(3)译码电路和电子绳:
由3个3线-8线译码器74LS138构成。
译码器的输出Y0~Y16中选17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1001,Y9输出为0,中心处指示灯首先点亮,当编码器进行加法计数时,亮点向左移,进行减法计数时,亮点向右移。
电路图如下图所示:
(4)显示部分:
由计数器74LS161和译码显示器构成。
将双方终端指示灯分别接到2个74LS161计数器,74LS161的两组4位BCD码分别接到实验箱中的两组译码显示器的8、4、2、1插孔上。
当一方取胜时,该方终端指示灯发亮,产生一个上升沿,使相应的计数器进行加一计数,于是就得到了双方取胜次数的显示,若1位数不够,则进行2位数的级连。
还需要一个复位部分:
74LS192的置数端CR接一个电平开关,作为一个开关控制,进行多次比赛而需要的复位操作,使亮点返回中心点。
74LS161的清零端RD也接一个电平开关,作为胜负显示
器的复位来控制胜负计数器使其重新计数。
电路图如下:
四、调试过程及结果分析
1.整体电路图
五、设计、安装及调试中的体会
1.实验结论:
本课题所设计的拔河游戏机中,由17个电平指示灯组成“电子绳”作为主体,由RS触发器输出动作信号,由可逆计数器74LS192构成编码电路,由译码器74LS138构成译码器电路,由计数器74LS161作为胜负的显示。
裁判有两个控制开关,分别控制游戏开始和分数清零。
选手各有一个控制开关。
对实验进行分过程解决。
2.总结:
这次课程设计中遇到了很多的问题,但是通过自己的努力解决问题后,发现我的收获非常大。
几乎在每一个设计板块都有难点。
(1)在控制电路上,开始不知道电子拔河的关键是什么。
在查阅相关的资料和参考文献后,拔河的控制电路主要就是考虑信号在传输路径上的延时,并且利用这个延时产生的上升沿来得到计数的信号。
(2)在计数电路上,我开始考虑的是使用一片74LS193,能够16进制加减计数,但是后来发现这种方案不行,因为后面17个灯,就无法给出17个信号。
于是改用2片74LS192级联。
(3)在译码器电路上,我开始考虑的是使用2片74LS138级联,后来发现不合适,因为要有17个输出,于是采用3片74LS138级联,从中选出17个灯作为输出,从而能够很好地满足要求。
(4)在显示电路上,比较简单,用74LS161即可完成计数。
(5)遇到的最大难题是在甲或是乙赢得一局比赛后,整个电路就被“锁死”,甲乙都没有办法再输入。
后来我想到利用最后一个亮的灯来作为反馈的信号,与开始时的基本锁存器来配合。
当锁存器的输入都是1时,锁存器就保持甲乙无论再怎么动作开关都没有用了。
到了这一步,基本上就完成绝大部分的工作。
总之,综合电子技术实验让我感受到什么才是学以致用。
在实验中,我要考虑的不仅仅是要如何满足要求,更要考虑如何最优的满足要求;还有资料的查阅,页面的设计和布局;面对不断出现的困难的心态等等。
我相信这次课设一定激励着我在大学的学习和生活中更加努力!
六、参考文献
[1]孙淑艳,电子技术实践指导书,中国电力出版社,第一版,2005
[2]李旭彦,电子技术综合实验-电气信息类,中国电力出版社,第一版,2010
[3]李月乔,数字电子技术基础——北京,中国电力出版社,第一版,2008
我这里还保存着multism电路,有需要的可以发消息给我!
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- 关 键 词:
- 华北电力 大学 电子 17 拔河 游戏机