乒乓球比赛模拟机的设计 课程设计.docx
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乒乓球比赛模拟机的设计 课程设计.docx
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乒乓球比赛模拟机的设计课程设计
徐州师范大学科文学院
本科生课程设计
课程名称:
电子线路课程实训
题目:
乒乓球比赛模拟机的设计
专业班级:
11电信1
学生姓名:
学生学号:
118326115
日期:
2013/06/01
指导教师:
科文学院教务部印制
一、课程设计目的、任务和内容要求:
本次课程设计的内容是独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计,采用EWB电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试,在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。
通过这次课程设计让我们了解和熟悉了乒乓球游戏机的原理和Multisim仿真设计软件的操作,也让我们加深了解了对双向移位寄存器、555触发器及、加法器及逻辑门电路的一些实际用途,并将理论与实践相结合。
本课程设计的任务就是独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计,采用EWB电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试,在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。
鼓励学生在熟悉基本原理的前提下,与实际应用相联系,提出自己的方案,完善设计。
具体设计任务如下:
乒乓球比赛是由甲乙双方参赛,加上裁判的三人游戏(也可以不用裁判),乒乓球比赛模拟机是用发光二极管(LED)模拟乒乓球运动轨迹的电子游戏机。
设计要求:
1、基本部分
(1)至少用8个LED排成直线,以中点为界,两边各代表参赛双方的位置,其中一个点亮的LED(乒乓球)依次从左到右,或从由到左移动,“球”的移动速度能由时钟电路调节。
(2)当球(被点亮的那只LED)移动到某方的最后一位时,参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向,即表示启动球拍击中,若行动迟缓或超前,表示未击中或违规,则对方得一分。
(3)设计自动记分电路,甲乙双方各用一位数码管显示得分,每记满9分为一局。
2、发挥部分(选做)
(1)甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权,每得5分自动交换发球权,拥有发球权的一方发球才能有效。
(2)发球次数能由一位数码管显示。
(3)一方得分,电路自动响铃3秒,此期间发球无效,等铃声停止后方可比赛。
课题任务要求
1、画出总体设计框图,以说明乒乓球比赛游戏机由哪些相对独立的功能模块组成,标出各个模块之间互相联系,时钟信号传输路径、方向和频率变化。
并以文字对原理作辅助说明。
2、设计各个功能模块的电路图,加上原理说明。
3、选择合适的元器件,在EWB上连接验证、仿真、调试各个功能模块的电路。
在连接验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式,在充分电路正确性同时,输入信号和输出方式要便于电路的仿真、调试和故障排除。
4、在验证各个功能模块基础上,对整个电路的元器件和连接,进行合理布局,进行整个数字钟电路的连接验证、仿真、调试。
5、自行接线验证、仿真、调试,并能检查和发现问题,根据原理、现象和仿真结果分析问题所在,加以解决。
学生要解决的问题包括元器件选择、连接和整体设计引起的问题。
二、进度安排:
第1~3天:
查找资料,熟悉乒乓球比赛模拟机的设计原理,给出设计总体方案;
第4~6天:
各模块的详细设计;
第7~12天:
硬件连线,调试;
第13~14天:
写课程设计报告。
三、主要参考文献:
1.谢自美.电子线路设计-实验-测试[M].武汉:
华中科技大学出版社,2000
2.康华光.电子技术基础模拟部分.第5版.北京:
高等教育出版社,2006.485-500
3.康华光.电子技术基础数字部分.第5版.北京:
高等教育出版社,2006.1-430
4.电子电工教研室.2007.电子技术实验.华南农业大学工程学院
指导教师签字:
年月日
目录
摘要…………………………………………………………………………………….II
Abstract…………………………………………………………………………………II
1绪论……………………………………………………………………………………...1
1.1选题背景………………………………………………………………………….......3
1.1.1课题目的及意义………………………………………………………………....3
1.1.2课题的内容和要求………………………………………………………………3
1.2方案选择………………………………………………………………………….......5
2电路组成和工作原理……………………………………………………………………5
3单元电路的设计………………………………………………………………………....6
3.1球台电路的设计……………………………………………………………………...6
3.2驱动控制电路的设计…………………………………………………………………8
3.3计分电路的设计………………………………………………………………………9
4总体电路的设计………………………………………………………………………....10
5结果分析…………………………………………………………………………............11
6总结…………………………………………………………………………....................12
7参考文献………………………………………………………………………................13
附录A仿真结果图………………………………………………………………………13
摘要
本文给出了乒乓球比赛模拟及计分器的功能设计和原理框图,建立了各功能模块的模型,分析了其设计原理和实现方法。
在设计中,充分利用了CD4017计数器的功能和发光二极管实现对乒乓球运动轨迹的模拟,利用555组成脉冲产生电路、延时电路和开关去抖动电路。
另一方面,利用LS90计数器、CD4511译码器和相应的逻辑门组成了计分器电路,单局比分为11进制,总比分为五局三胜制。
设计中共有四个开关,分别是裁判控制开关、甲乙击球开关和清零开关,此外还有控制乒乓球运动速度的可调电位器。
关键词:
乒乓球比赛;模拟电路;计分器;电子线路设计;CD4017;
Abstract
Inthispaper,thetabletennissimulationandscoreindicatorfunctiondesignandprincipleblockdiagram,establishedthefunctionalmodulesofthemodel,andanalyzesthedesignprincipleandmethod.Inthedesign,makefulluseofthefunctionoftheCD4017counterandlight-emittingdiodesfortabletennistrajectoryofrealizesimulation,theuseof555pulsecircuits,delaycircuitandswitchtodithercircuit.Ontheotherhand,useLS90counter,CD4511decoderandcorrespondinglogicgatesformedscoreindicatorcircuit,singleinningsscoreofthe11intothesystem,thetotalscoreofthefivesets.ThedesignofthecommunistpartyofChinahasfourswitch,respectivelyistherefereecontrolswitch,partyaswitchandhittheresetswitch,inadditiontocontroltabletennismovementspeedadjustablepotentiometer.
Keywords:
Thetabletennis;Analogcircuits;JiFenQi;Electroniccircuitdesign;CD4017;
1绪论
1.1选题背景
1.1.1课题目的及意义
本次课程设计的内容是独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计,采用EWB电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试,在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。
通过这次课程设计让我们了解和熟悉了乒乓球游戏机的原理和Multisim仿真设计软件的操作,也让我们加深了解了对双向移位寄存器、双D触发器及、加法器及逻辑门电路的一些实际用途,并将理论与实践相结合。
1.1.2课题的内容和要求
独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计,采用EWB电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试,在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。
课程设计具体内容如下:
乒乓球比赛是由甲乙双方参赛,加上裁判的三人游戏(也可以不用裁判),乒乓球比赛模拟机是用发光二极管(LED)模拟乒乓球运动轨迹的电子游戏机。
设计要求:
1、基本部分
(1)至少用8个LED排成直线,以中点为界,两边各代表参赛双方的位置,其中一个点亮的LED(乒乓球)依次从左到右,或从由到左移动,“球”的移动速度能由时钟电路调节。
(2)当球(被点亮的那只LED)移动到某方的最后一位时,参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向,即表示启动球拍击中,若行动迟缓或超前,表示未击中或违规,则对方得一分。
(3)设计自动记分电路,甲乙双方各用一位数码管显示得分,每记满9分为一局。
2、发挥部分(选做)
(1)甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权,每得5分自动交换发球权,拥有发球权的一方发球才能有效。
(2)发球次数能由一位数码管显示。
(3)一方得分,电路自动响铃3秒,此期间发球无效,等铃声停止后方可比赛。
课题任务要求
1、画出总体设计框图,以说明乒乓球比赛游戏机由哪些相对独立的功能模块组成,标出各个模块之间互相联系,时钟信号传输路径、方向和频率变化。
并以文字对原理作辅助说明。
2、设计各个功能模块的电路图,加上原理说明。
3、选择合适的元器件,在EWB上连接验证、仿真、调试各个功能模块的电路。
在连接验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式,在充分电路正确性同时,输入信号和输出方式要便于电路的仿真、调试和故障排除。
4、在验证各个功能模块基础上,对整个电路的元器件和连接,进行合理布局,进行整个数字钟电路的连接验证、仿真、调试。
5、自行接线验证、仿真、调试,并能检查和发现问题,根据原理、现象和仿真结果分析问题所在,加以解决。
学生要解决的问题包括元器件选择、连接和整体设计引起的问题。
1.2方案选择
根据设计任务,对照图乒乓球比赛模拟及1.1,可以分为三个模块进行设计:
1.球台电路:
球迹移动电路可采用双向移位寄存器方法实现,由发光二极管作光点模拟乒乓球移动的轨迹。
2.驱动控制电路:
由双D触发器及逻辑门电路构成,通过此电路来控制并且实现球台灯的左右移位即实现乒乓球的运动。
3.计分电路:
使用十进制的计数器、逻辑门和集成的4管脚的数码管来组成计分电路。
通过多次设计、画图及仿真实验,我们发现方案电路最简洁,原理简单易懂,操作也很方便,且实用性较强。
故采
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