象棋快棋赛电子裁判计时器的设计.docx

课程设计象棋快棋赛电子裁判计时器的设计电科一班 指导老师 吴敏 设计成员1设计目的及要求（1） 设计目的根据象棋快棋赛的规则，红黑双方对弈时间累计均为三分钟，超时判负。（2）设计要求l 甲乙双方的计时器为一个秒时钟，双方均用3位数码管显示，预订的初始时间为三分钟，采用倒计时方式，通过按钮启动，由本方控制对方，比如甲方走完一步棋后必须按一下甲方的按键，该按钮启动乙方倒计时。同理，乙方走完一步棋后必须按一次乙方的按键，该按键启动甲方倒计时。l 超时发出报警判负。l 累计时间设置可以改变。1工作原理及系统方框图如图1.为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人通过控制开关设置计数器的初值，即倒计时累计初始值。然后比赛开始，如果甲先走，则乙方按下按钮，甲方的计时器开始倒计时，甲方走完一步之后，甲按下按钮，甲方计时器停止倒计时，乙方计时器开始倒计时，依此进行电子倒计时；相反如果乙方先走，则过程基本是相同的。当甲乙双方其中一个计时器倒计时到零后，蜂鸣器开始报警，则蜂鸣器报警的那一方就被判定为输。当需要再次使用时，主持人通过开关重新对计数器置数，然后再开始比赛。（本实验设计采用甲和乙共用一个按钮）。象棋快棋赛电子裁判计时器框图 1. 单元电路设计本文主要分三大部分，计数器部分，译码显示部分，报警部分。（1） 计数器电路参考电路如图2.所示。该电路完成三个功能：一是计数功能；二是由裁判开关控制计数器置数，设置倒计时器的初始值；三是为译码电路提供输入。由于题目要求是倒计时，所以我们这里要选择减法计数器或者是可逆计数器，本文选用的是可逆计数器74LS192；由于是十进制的，所以需要三位数码管分别显示个位、十位、百位，显示的是计数器的输出通过译码电路出来的结果。工作过程：通过裁判开关对控制个位、十位、百位的计数器进行置数，控制个位的计数器置数端都接低电平，控制十位的置数端低三位接低电平，高位接高电平，控制百位的计数器最低位接高电平，高三位接低电平。这样经过译码显示电路之后显示出来的分别就是“0”、“8”、“1”。图中QA,QB,QC,QD接译码部分的输入端。最后一个计数器的BON端接报警电路。图2. 计数器电路（2） 报警电路参考电路如图4.所示。该部分主要功能是报警。显示器作为一个非门的输出，输入为端为BO。图4. 报警电路（3） 开关和甲乙控制电路此部分电路有与门和非门控制。SPACE开关为置数开关，为裁判控制。M开关为甲乙共用开关。比赛开始时，由裁判扳置数开关，使显示器显示为180，然后再由裁判扳置数开关启动比赛同时为一方计数。比赛过程中，由甲乙轮流控制M开关为对方计数。（4） 与门和非门本实验与门为两输入与门，但因芯片原因，在实验中采用了三输入与门7411。只需将其中一个输入端接入高电平便可充当两输入与门。非门采用的是7404芯片。2. 调试过程计数器调试过程如图7. 计数器74LS192接线图，编译成功后，进行仿真，ABCD输入端给0，当LDN端为0时，此时计数器置数，输出都为零，然后在clk的下一个时钟周期，计数器开始正常计数。同理，我们用同样的方式调试控制十位和百位的计数器。仿真图如图8.图7. 控制个位显示的计数器的调试图图8. 74LS192仿真图（5） 设计总图（6）连接实物图 。3. 设计结论 通过运用6片74ls192，2片7404,2片7411构成了甲乙两人的电子裁判计时器，比赛开始，对计数器置数，使得两人计数初值为180秒，然后其中一个按下按键，己方的计时器停止计数，对方的计时器开始倒计时，当有人计时器记到0时，显示器报警。通过简单的数字逻辑电路，完成了我们需要的电子裁判计时器功能。4. 设计心得与总结通过本次课程设计，掌握了不少芯片的用法，再一次巩固了知识。在接线的过程中，明显感觉自己动手能力不足，认识到了自己的缺点，以后要多多锻炼。一开始连接电路时，大家一起动手，忙的不亦乐乎，但效率明显太低。最后大家分配任务，各司其职，效率明显提升。在这过程中，我们懂得了合作的重要性。7. 参考文献1吴敏 电工电子实验与仿真 安徽人民出版社2阎石. 数字电子计数基础第四版.高等教育出版社8. 附录表