课程设计剪刀石头布电子游戏.docx
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课程设计剪刀石头布电子游戏
数字电子技术基础电子
课程设计
设计题目石头剪刀布游戏机
系别理学院
班级11信科2班
姓名田思
指导老师陈本源
二0一三年十二月八日
第一设计内容及要求................1
第二总体框图......................1
第三选择器件......................2
第四功能模块......................9
第五总体设计电路图...............14
第六课程设计心得体会.............16
一、课程设计内容与要求
设计一个两人剪刀石头布游戏机,开关S1、S2分别代表甲、乙两人,摁下S1、S2后,灯1、2、3和4、5、6循环闪亮,表明二者开始游戏。
松开控制按钮S1、S2,表明二者已经做好抉择,此时1~3和4~6中只有一盏灯仍点亮,而每盏灯代表不同的意思,蓝色代表剪刀,绿色代表石头,红色代表布。
灯7~9只有一盏灯亮,蓝色代表甲胜,绿色代表和,红色代表乙胜。
要求:
写出具体的分析思路和方案、利用Multisim设计的具体过程,绘制电路原理图,利用Mulitisim仿真、验证电路功能。
二、总体框图
“剪刀石头布”电子游戏电路有振荡电路、控制器、译码电路、显示电路四部分组成。
总体框图如图1。
图1“剪刀石头布”电子游戏原理图
⑴振荡电路:
把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信号。
本设计由555定时器构成多谐振荡器。
⑵控制器:
将振荡电路输出的信号进行记数。
本设计由开关和74LS290组成。
⑶译码电路:
对控制器的计数进行译码。
本设计由74LS138组成。
⑷显示电路:
对译码结果进行显示。
本设计由蓝、绿、红三盏灯及非门、与门和或门组成。
三、选择器件
1.555定时器
555定时器是一种多用途的数字—模拟混合集成电路,利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。
本课程设计中利用它构成多谐振荡器,即将Vi1和Vi2连在一起接成施密特触发器,然后再将Vo经RC积分电路接回输入端就可以了,为了减轻门G4的负载,在电容C的容量较大时不宜直接由G4提供电容的充、放电流。
为此,在下图中将TD与R1接成一个反相器,它的输出V`O与VO在高、低电平状态上完全相同。
由此接成多谐振荡器,如图2所示。
图2多谐振荡器
555的真值表如表1。
表1定时器555真值表
输入
输出
RD
Vl1
Vl1
VO
TD状态
0
x
x
低
导通
1
>2Vcc/3
>Vcc/3
低
导通
1
<2Vcc/3
>Vcc/3
不变
不变
1
<2Vcc/3
高 截止 1 >2Vcc/3 高 截止 555定时器的引脚图及内部电路图如图3和图4。 图3555定时器引脚图 图4555定时器电路图 工作原理 接通电源后,Vcc通过R1、R2对C充电,uc上升。 开始时Uc< Vcc,即复位控制端TH< Vcc,置位控制端 < Vcc,定时置位器,Q=1, =0,放电管截止。 随后,当Uc Vcc时,复位控制端TH> Vcc,置位控制端 > Vcc,定时器复位,Q=0, =1,放电管饱和导通,C通过R2经V放电,Uc下降。 当Uc< Vcc,又回到复位控制端TH< Vcc,置位控制端 < Vcc,定时置位器,Q=1, =0,放电管截止。 C停止放电而重新充电。 如此反复,形成振荡波形如图5所示。 图5振荡波形 由上图中VC的波形求得电容C的充电时间T1和放电时间T2各为 T1 0.7(R1+R2)C T2 0.7R2C 周期T=T1+T2 0.7(R1+R2)C+0.7R2C=0.7(R1+2R2)C 2.74LS290计数器 74LS290是异步十进制计数器。 其逻辑图和外引线排列图如图6所示。 它由一个一位二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。 如果计数脉冲由端CP0输入,输出由 端引出,即得二进制计数器;如果计数脉冲由CP1端输入,输出由 引出,即是五进制计数器;如果将 与CP1相连,计数脉冲由CP0输入,输出由 引出,即得8421码十进制计数器。 因此,又称此电路为二-五-十进制计数器。 下表是74LS290的功能表。 由表可以看出,当复位输入R0 (1)=R0 (2)=1,且置位输入S9 (1)·S9 (2)=0时,74LS290的输出被直接置零;只要置位输入S9 (1)·S9 (2)=1,则74LS290的输出将被直接置9,即 =1001;只有同时满足R0 (1)·R0 (2)=0和S9 (1)·S9 (2)=0时,才能在计数脉冲(下降沿)作用下实现二-五-十进制加法计数。 表2是74LS290型计数器的功能表。 表274LS290型计数器的功能表 复位输入 置位输入 时钟 输出 R0 (1) R0 (2) S9 (1) S9 (2) CP Q3 Q2 Q1 Q0 1 1 0 × × 0 0 0 0 × 0 × × 1 1 × 1 0 0 1 × 0 × 0 ↓ 计数 0 × 0 × ↓ 计数 0 × × 0 ↓ 计数 × 0 0 × ↓ 计数
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