电子拔河器课程设计.docx
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电子拔河器课程设计.docx
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电子拔河器课程设计
课程设计说明书
设计名称:
《数字电子技术》课程设计
题目:
电子拔河游戏电路设计
学生姓名:
专业:
电气自动化技术
班级:
2020级1班
学号:
课程设计任务书
电气自动化专业2020年级1班
一、设计题目
《电子拔河游戏电路》
二、要紧内容
任务要求:
一、设计一个模拟拔河游戏竞赛的逻辑电路。
电路利用15个发光二极管,开机后只有在拔河绳索中间的发光二极管亮。
二、竞赛两边各持一个按钮,快速不断地按动按钮,产生脉冲,谁按得快,发光的二极管就向谁的方向移动,每按一次,发光二极管移动一名。
3、亮的发光二极管移到任一方的终点时,该方就获胜,尔后两边的按钮都应无作用,状态维持,只有当栽判按动复位后,在拔河绳索中间的发光二极管从头亮。
附加功能:
1)用七段数码管显示两边的获胜盘数。
2)加入音效
三、具体要求
1)查阅设计参考资料、确信设计方案
2)依照设计方案,完成各单元与整体电路的设计
3)同一小组各队员能够用不同方案完成设计也能够各自完成设计方案的一部份
4)计算并选择电路各元件的参数或型号5)利用以上版本进行仿真
四、进度安排
1)9-10日确信题目、查阅资料
2)11-15日完成整体方案、指标的选择与设计,完成模块电路的实现方案
3)16-17日完成各单元电路的设计与参数、器件选择
4)18-20日完成电路仿真与虚拟调试
5)21日-25日论文的撰写、修改、定稿
五、成绩评定
指导教师签名日期年月日
系主任审核日期年月日
一.设计任务分析……………………………………………………1
二.拔河游戏机的整体方案设计…………………………………2
2.1设计思路…………………………………………………2
2.2电路整体结构框图………………………………………2
2.3各个单元电路设计………………………………………2
2.4电路的工作原理…………………………………………5
三.元器件的利用…………………………………………………6
四.心得体会…………………………………………………………6
五.附录……………………………………………………………7
电路仿真图…………………………………………………8
电路原理图…………………………………………………9
一、设计任务分析
1整体描述:
电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙两边参赛或甲乙两边加裁判的三人游戏电路。
由一排15个LED发光二极管表示拔河的“电子绳”。
由甲乙两边通过按钮开关使发光的LED管向自己一方的终点延伸,当延伸到某方的最后一LED管时,那么该方获胜,并对获胜次数进行计数,持续竞赛多局以定输赢。
用键盘上的A键和B键表示开关按钮。
用键盘上的C键赖代替清零信号,每次竞赛前都要进行清零,并使按钮开关复位。
二、竞赛开始,由裁判下达竞赛命令后(,用空格键代表裁判信号,摁一下空格键),甲乙两边才能输入信号,不然,由于电路具有自锁功能,使输入信号无效。
裁判信号由键盘空格键来操纵。
3“电子绳”由15个LED管组成,裁判下达“开始竞赛”的命令后,摁一下空格键,位于“电子绳”中点的LED发亮。
甲乙两边通过按键输入信号,用键盘上的数字键A键B键来模拟,摁一下A向左移动,摁一下B键向右移动。
使发亮的LED管向自己一方移动,并阻止其向对方延伸,谁摁得快就向这一方移动。
当从中点至自己一方的最后一个LED管发亮时,表示竞赛终止,这时,电路自锁,维持当前状态不变,除非由裁判使电路复位,并对获胜的一方计数器自动加一。
4记分电路用两位七段数码管别离对两边得分进行累计,在每次竞赛终止时电路自动加分。
五、两边得分计数器的清零信号由键盘上的数字键2,3键来实现。
当竞赛终止时,计数器清零,为下一次竞赛做好预备。
本课题的要紧任务是让拔河游戏机的电平指示灯由中点向我方延伸,而阻止其向对方延伸。
能够假想用可预置的加/减计数器作要紧器件,用计数器的输出状态通过译码器操纵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甲方延伸,相反,进行减法计数时,发亮的电平
-1-
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,现在两边按键均无作用,只有裁判员按了复位按键两边才能继续下一盘的竞赛,而计数器就记录两边的获胜的次数。
二、整体方案设计
2.1设计思路:
(1)本课题所设计的拔河游戏机由15个电平指示灯排列成一行,开机以后只有中间一个电平指示灯亮,以此作为拔河的中心线,游戏两边各持一个按键,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,现在两边按键均无作用,输出维持,只有经裁判复位后才使亮点恢复到中心线。
(2)当一局竞赛终止后,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)操纵电路部份应能操纵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,其进入方向那么由参赛两边的按键信号决定。
2.2电路整体结构框图:
图一整体结构框图
2.3各单元电路的设计:
编码电路的设计:
-2-
倘假设加法计数脉冲和减法计数脉冲来自两个不同的脉冲,那么需要利用双时钟结构的加、减计数器计数。
编码电路由双时钟二进制同步可逆计数器74LS193组成,它有2个输入端,4个输出端,能进行加/减计数。
通过编码器来操纵电平指示灯的显示,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:
图二编码电路
整形电路设计:
74LS193是可逆计数器,操纵加减的CP脉冲别离加至和CPD和CPU,现在当电路要求进行加法计数时,减法输入端CPD必需接高电平;进行减法计数时,加法输入端CPU也必需接高电平,假设直接由A、B键产生的脉冲加到CPU和CPD,那么就有很多机会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,两边按键均失去作用,拔河竞赛不能正常进行。
加一整形电路,由与门74LS08和与非门74LS00组成。
使A、B二键出来的脉冲经整形后变成一个占空比专门大的脉冲,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,从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。
电路图如以下图所示:
图三整形电路
译码电路设计:
由4线-16线译码器CC4514组成。
译码器的输出Y0~Y15当选15个
-3-
接电平指示灯,电平指示灯的负端接地,而正端接译码器;如此,当输出为高电平常电平指示灯点亮。
竞赛预备,译码器输入为0000,Y0输出为1,中心处指示灯第一点亮,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。
电路图如以下图所示:
图四译码电路
操纵调整电路:
为指示出谁胜谁负,需用一个操纵电路,由异或门74LS86和与非门74LS00组成,其作用是指示出谁胜谁负。
当亮点移到任何一方的终端时,判该方为胜,现在两边的按键均宣告无效。
将两边终端LED阳极接至异或门的2个输入端,当获胜一方为“1”,而另一方那么为“0”,异或门输出为“1”,经与非门产生低电平“0”,再送到74LS193计数器的置数端,于是计数器停止计数,处于预置状态,由于计数器数据端D0、D1、D2、D3和输出Q0、Q1、Q2、Q3对应相连,输入也确实是输出,从而使计数器对脉冲不起作用。
电路图如以下图所示:
图五操纵电路
输赢显示电路设计:
由计数器CC4518和译码显示器组成。
将两边终端指示灯正极经与非门输出后别离接到2个CC4518计数器的EN端,CC4518的两组4位BCD
-4-
码分
别接到实验箱中的两组译码显示器的八、4、二、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,于是就取得了两边取胜次数的显示,假设1位数不够,那么进行2位数的级连。
电路图如下:
图六输赢显示电路
复位操纵电路设计:
74LS193的清零端CR接一个电平开关,作为一个开关操纵,进行多次竞赛而需要的复位操作,使亮点返回中心点。
CC4518的清零端RD也接一个电平开关,作为输赢显示器的复位来操纵输赢计数器使其从头计数。
其中CC4518功能表下表所示:
输入
输出功能
时钟
CP
清零
RD
使能
EN
×
1
×
全部为0
↑
0
1
加计数
0
0
↓
↓
0
×
保持
×
0
↑
↑
0
0
1
0
↓
图七CC4518功能表
2.4电路工作原理:
可逆计数器74LS193原始状态输出4位二进制数0000,经译码器输出使中间的一只电平指示灯Y0点亮。
当按动A、B两个按键时,别离产生两个脉冲信号,经整形后别离加到可逆计数器上,可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱动电平指示灯点亮并产生位移,当亮点移到任何一方终端后,由于操纵电路的作用,使这一状态被锁定,而对输入脉冲不起作用。
如按动复位键,亮点又回到中点位置,竞赛又可从头开始。
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将两边终端指示灯的正端别离经两个与非门后接到2个十进制计数器CC4518的使能端EN,当任一方取胜,该方终端指示灯点亮,产生1个下降沿使其对应的计数器计数。
如此,计数器的输出即显示了胜者取胜的盘数。
三、元器件的利用:
CC45144线—16线译码器1片
CC4518双同步十进制计数器1片
74LS193同步二进制可逆计数器1片
74LS00四2输入与非门2片
74LS02四2输入或非门1片
CC4511七段数码管的译码芯片2片
电阻:
1KΩ4个
开关:
4个万用表:
1个导线:
80-90
灯泡或LED:
15个共阴式LED数码管:
2个
四、心得体会
开始接触数电的时候很有爱好,觉的这些元件组合起来实现的功能很壮大,在平常没怎么见到。
看见题目,我就选拔河器,因为我仍是比较喜爱拔河的。
我想若是用按键来操纵拔河,应该很有趣。
在设计的进程中不免会碰到各类各样的问题,同时在设计的进程中发觉了自己的很多的不足,自己知识的很多漏洞,对以前所学过的知识明白得得不够深刻,把握得不够牢固,比如说触发器的运用仍是不怎么熟识,……看到了自己基础知识仍是不够扎实,理论联系实际的能力还待提高。
此刻终于把遗放好久的课程设计做完啦!
在那个进程中,也曾经因为遇见的问题失落过,也曾经仿真成功而热情高涨。
生活确实是如此,汗水预示着结果也见证着收成。
通过这次的课程设计,知识上的不但有了重要收成,精神上的丰收加倍可喜。
让我明白了学无止境的道理。
咱们每一个人永久不能知足于现有的成绩,人一辈子就像在登山,一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。
挫折是一份财富,经历是一份拥有。
这次课程设计必将成为我大学旅途上一个超级美好的回忆。
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附录:
有些元器件的引角图:
(1)74LS193同步二进制可逆计数器
(2)CC4518双同步十进制计数器
(3)CC45144线—16线译码器
(4)LED数码管引脚图
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电路仿真图
图一
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电路原理图
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- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电子 拔河 课程设计
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