数字电子技术课程设计——电子拔河游戏机.doc

数字电子技术课程设计电子拔河游戏机功能描述：1、 整体描述：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16个LED发光二极管表示拔河的“电子绳”。由甲乙双方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，则该方获胜，并对获胜次数进行计数，连续比赛多局以定胜负。用键盘上的A键和Z键表示开关按钮。用键盘上的S键赖代替清零信号，每次比赛前都要进行清零，并使按钮开关复位。2、 比赛开始，由裁判下达比赛命令后（，用空格键代表裁判信号，摁一下空格键），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。裁判信号由键盘空格键来控制。3、 “电子绳”由16个LED管构成，裁判下达“开始比赛”的命令后，摁一下空格键，位于“电子绳”中点的LED发亮。甲乙双方通过按键输入信号，用键盘上的数字键A键Z键来模拟，摁一下A向左移动，摁一下Z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，表示比赛结束，这时，电路自锁，保持当前状态不变，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分别对双方得分进行累计，在每次比赛结束时电路自动加分。5、双方得分计数器的清零信号由键盘上的数字键2，3键来实现。当比赛结束时，计分器清零，为下一次比赛做好准备。方案设计：1 总体设计思路（含电路原理框图）：电路的原理框图如下图所示：中心显显示按键A和Z取胜计数器可逆加减计数器编码电路抢答器电路取胜显示译码器电路复位复位控制电路1).抢答器电路设计选用74LS175D触发器芯片,用两个开关表示输入,当有一方摁下时,另一方再摁不起作用,并将输出Q1连接到下一级编码电路.2）编码电路编码器有四个输入端，四个输出端，要进行加 / 减计数，因此选用74191二进制同步可逆加 / 减计数器来完成。一方进行加运算，使亮点向右移动，一方进行减运算。其控制端和前一级抢答器电路相连。3). 译码电路选用416线4514译码器。译码器的输出Q0Q14 分接16个个发光二极管，这样，当输出为高电平时发光二极管点亮。比赛准备，译码器预置输入为1000，中心处二极管首先点亮，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。4).控制电路为指示出谁胜谁负，需用一个控制电路。当亮点移到任何一方的终端时，判该方为胜，此时双方的按键均宣告无效。此电路可用异或门和非门来实现。将双方终端二极管的正极接至异或门的两个输入端，当获胜一方为“1”，而另一方则为“0”，异或门输出为“1”，经非门产生低电平“0”，再送到74191计数器的置数端CTEN于是计数器停止计数，处于预置状态，由于计数器数据端A、B、C、D和输出端QA、QB、QC、QD对应相连，输入也就是输出，从而使计数器对输入脉冲不起作用。5). 胜负显示将双方终端二极管正极经非门后的输出分别接到二个74163计数器的CLK端，74163的两组4位BCD码分别接到实验装置的两组七段数码显示管A、B、C、D插口处。当一方取胜时，该方终端二极管发亮，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。 6).复位为能进行多次比赛而需要进行复位操作，使亮点返回中心点，可用一个开关控制74193的预置数端LOAD即可。胜负显示器的复位也应用一个开关来控制胜负计数器74163的清零端clear，使其重新计数。每次比赛前抢答器电路都要进行清零，并使按钮开关复位。工作情况：该电路基本实现了电子拔河游戏机设计的基本要求，但每次比赛前都要进行清零，比较繁琐。2 个人承担的工作：我承担的工作主要是整体电路的构思与设计以及具体各部分电路的的分配整个电路由五片集成芯片和一些门电路实现，用可逆加减计数器控制两点左右移动。具体思路：（1） 用一个抢答器电路来控制双方参赛按钮信号，先按下的一方优先，另一方再按下时不起作用。（2） 双方参赛按钮输入信号可作为一个可逆加减计数器的计数脉冲，一方进行加运算，使亮点向右移动，另一方进行减运算，使亮点向左移动。（3） 采用4-16译码器，使得在比赛开始前，译码信号为1000，中间的LED点亮。（4） 置裁判的开赛信号，只有开赛有效时，可逆计数器才可以工作。（5） 当亮点到达一方终端时，应产生时可逆计数器停止工作的信号。（6） 每一方设置一个得分计数器及显示器，当一方取胜时，计数器加一并显示。得分计数器，应设置总清零信号，当比赛结束时，计分器清零，为下一次比赛做好准备。逻辑电路图：3 总结：通过此次课程设计作业，我学会了很多东西。设计过程中遇到的问题及其解决方法. 2.设计体会 在此次的电子拔河游戏机设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法. 在连接六进制,十进制,六十进制的进位及十二进制的接法中,要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正了. 在设计电路中,往往是先仿真后连接实物图,但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的, 3.对该设计的建议 此次的数字钟设计重在于仿真和接线,虽然能把电路图接出来,并能正常显示,但对于电路本身的原理并不是十分熟悉.总的来说,通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力.。经过了一段时间的努力我终于完成了电子拔河游戏机的设计，从芯片的选择，再到设计与实现。在这个过程中我学习到了很多在课本上不能学习到的知识，对一个产品也有了一个新的认识，以前我都很简单的认为一个产品很容易就做出来了，现在我知道了每一个产品都需要很复杂的工序。通过这次的课程设计我学到了主要有如下几点：1提前做好准备工作在开始动手之前，我们要把各芯片件的功能弄清楚，以及如何拓展，只有把这些真正的搞懂之后才能顺利完成设计。2.耐心分析，解决问题。设计与实现的过程中我们会遇到一些困难这是很正常的事，但是不能一遇到问题就慌了，要耐心的分析问题并解决，这次课程设计的时候我就遇到了这样的情况，3.团队合作，不懂请教。这次课程设计培养了团队合作，有些时候我们也需要别人的帮助，比如说当我们把元器件连接错的时候，自己一个人很难找到错误，就需要别人帮忙，无形中培养了团队合作的精神。有的时候可能遇到一些问题自己不能解决，这时我们应该虚心像同学请教，只能这样才能更好的解决问题