数电设计乒乓球游戏机.docx
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数电设计乒乓球游戏机.docx
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数电设计乒乓球游戏机
数字电路综合设计
---------乒乓球游戏机
一、设计题目与要求………………………………P2
二、设计过程………………………………P2
三、设计图示………………………………P6
四、设计心得与改进方案………………………………P9
一、设计题目与要求
1.用8个发光二极管表示球;用两个按钮分别表示甲乙两个球员的球拍;
2.一方发球后,球以固定速度向另一方运动(发光二极管依次点亮),当球达到最后一个发光二极管时,对方击球(按下按钮)球将向相反方向运动,在其他时候击球视为犯规,给对方加1分;都犯规,各自加1分;
3.甲、乙各有一数码管计分;
4.裁判有一个按钮,是系统初始化,每次得分后,按下一次。
考虑到制板的限制等情况,讲题目的要求一简化只用一个按钮,用要下的不同顺序表示两个球拍,则连带的要求二的“都犯规,各自加1分”不能实现。
其他重要主体功能不变。
二、设计过程
1、计分模块
对于本模块,采用两个74161计数器,74161计数后通过译码器4511再通过共阴极数码管5161AS进行显示,当双方在左右端的灯按下按钮时,说明运动员正常击球,不予以计分。
当在中途击球时,则给相应的运动员记一分,说明运动员失误。
对于本模块功能的实现,采用的方法是控制74161的使能端,当球达到最后一个发光二极管时显示模块击球,通过一个非门使其不工作,则此时按下按钮不计分。
灯在其他位置时74161计数器工作,则能按下按钮计分。
此模块的原理图示如下:
2、复位模块
对于裁判端的复位功能,采用一个开关对74161清零端进行控制即可实现。
如题目要求,当运动员得分后即可按下此按钮。
同时,在系统初次上电时,也需要按下此按钮进行初始化。
该功能原理图示如下:
3、乒乓球速度模块
对于乒乓球的运行速度控制,采用555定时器构成的多谐振荡器完成。
通过多谐振荡器的计算公式:
即可选取适当的电阻电容以完成此功能。
该系统的原理图示如下:
4、乒乓球显示模块
在本次设计中,按题目要求,采用8个发光二极管表示球。
8个二极管阴极共连后接地,正极分别接到两个74194的输出端。
乒乓球的来回移动通过jk触发器控制74194的S0、S1端口,当按钮按下时即进行左移右移的切换;
此模块原理图如下:
三、设计图示
1、总体原理图
2、PCB图
3、Multisim软件仿真图
4、硬件图
四、设计心得与改进方案
1.本次设计应用了multisim和altiumdesigner这两个软件,multisim用于仿真,ad软件用于绘制PCB板。
本次设计总体来说的简单的,但让我们学的最多的是电子设计软件的应用和设计制版的流程。
比如在实际用热转印法制作PCB板就有许多需要注意的地方,加热温度与次数,腐蚀电路板等方面都值得我们去小心注意。
最重要的是,板子制作出来后的调试。
电路软件仿真已经没有什么问题,但实际做出来后却问题不断。
在调试电路板的那几天是最难熬的,问题解决一个又有一个冒出来。
这次设计也让我明白调试时的思路清晰是很重要的,烦躁解决不了问题。
当所有问题一一解决后,出来的就是和仿真一样的效果,这是很令人欣慰的。
2.改进方案
(1)此次设计中555构成的多谐振荡器采用的电阻阻值是一定的,实际改进时可采用电位器调节接入电路阻值的大小,届时可调节乒乓球的运行速度。
(2)在PCB版的布局布线中可进行优化,使其更美观些跳线更少些。
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