数电课设剪刀石头布游戏.doc

课 程 设 计 科目： 数字电子技术 组员：刘远尧、杨道源、赵百灵、王振、许广宁 班级： 电子101 学号：03、 11、 19 、 27 、 35 时间： 2011年12月29日 目录第一 课程题目.3第二 课程要求.3第三 系统设计方案.5第四 实验心得体会.11第五 参考文献.11 一：论文题目： 剪刀石头布电子游戏设计电路二：课程论文要求1. IC1和IC2能对100kHz振荡信号进行记数.2. 摁下S1,S2发光二级管A、B、C和a、b、c循环 闪亮.3. 松开控制按钮S1,S2,此时VL1VL3和VL4VL6中只有一只发光二级管仍点 亮, 而每个发光二级管代表不同的意思红色代表“剪刀”，绿色代表“石头”，黄色代表“布”。三：设计过程 该”剪刀,石头,布”电子游戏电路由振荡电路,电源电路,控制电路,和LED显示电路四部分组成,总电路图如图(2)所示.功能描述:振荡电路振荡工作,其振荡频率为100KHz.当游戏的甲乙双方同时按下控制按纽S1,S2时,LS290和LS138开始对100KHz的振荡信号进行计数,LS138Y0端Y3端依次轮流输出高电平,使代表”石头”,”剪刀”,”布”的发光二级管ABC和abc不停地循环闪亮,随后甲,乙双方同时松开控制按纽S1和S2,此时AB和ab中各有一个发光二级管仍点亮,通过比较两只点亮的发光二级管所表示的文字或图案(“石头”,”剪刀”,”布”),即可分出胜负.若两只点亮的发光二级管均表示同一中文字或图形,则为和局.电路图如下：二、系统设计方案该方案电路有振荡电路,电源电路,控制电路和LED显示电路组成.(1) 振荡电路: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VO与VO在高、低电平状态上完全相同。由此接成多谐振荡器，如下图所示： 图(3)555定时器的内部电路图及引脚图如下， 555的真值表如下：工作原理接通电源后，Vcc通过R1、R2对C充电，uc上升。开始时UcVcc，即复位控制端THVcc，置位控制端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UcVcc，又回到复位控制端THVcc，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，形成振荡波形如图所示： 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T10.7(R1+R2)CT20.7R2C周期T=T1+T20.7(R1+R2)C+0.7R2C=0.7(R1+R2)C(2) 控制电路:控制电路由控制按钮S1,S2组成.74LS290是异步二-五-十进制计数器，74LS290由两个独立的二进制和五进制计数器组成。CP0和CP1为下升沿有效的时钟脉冲输入端，二进制计数器对CP0计数，计数输出为Q0；五进制计数器对CP1计数，计数输出为Q3 Q2 Q1，其中Q3为最高位。R0A和R0B为置0端，S9A和S9B为置9端。 本设计中的LS290是将Q0与连接，计数脉冲CP由输入，这样即组成了标准的8421码十进制计数器，因为输出端只连接Q0、Q1，又与R01、R02通过一个与门相连，当输出为11时，置零，所以输出为循环进行的000110 74LS138 为3 线8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其74LS138的工作原理如下： 当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。74LS138功能:利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器.用与非门组成的3线-8线译码器74LS13871LS138有三个附加的控制端、和。当、时，输出为高电平（S1），译码器处于工作状态。否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，如表3.3.5所示。这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。输入输出A1 A0 L LL H HL HH L HH LH H L(4) LED显示电路: LED显示电路由计数分配器集成电路74LS290、LS138,发光二级管ABCabc(A和a代表”石头”,B和b代表”剪刀”,C和c代表”布”,二级管M1,M2和M3组成。振荡电路振荡工作,其振荡频率为100KHz.当游戏的甲乙双方同时按下控制按纽S1,S2时,LS290和LS138开始对100KHz的振荡信号进行计数,其Y0端Y3端依次轮流输出高电平,使代表”石头”,”剪刀”,”布”的发光二级管ABC和abc不停地循环闪亮,随后甲,乙双方同时松开控制按纽S1和S2,此时ABC和abc中各有一个发光二级管仍点亮。比较电路甲输出的情况用发光二极管A、B、C、来表示乙输出的情况用发光二极管a、b、c、来表示A与a发光二极管亮是表示出的是剪刀。B与b发光二极管亮是表示出的是石头C与c发光二极管亮是表示出的是布甲输出的情况用发光二极管A、B、C、来表示乙输出的情况用发光二极管a、b、c、来表示A与a发光二极管亮是表示出的是剪刀。B与b发光二极管亮是表示出的是石头C与c发光二极管亮是表示出的是布A B Ca b c 甲胜乙胜和局1 0 01 0 0灭灭亮0 1 00 1 0灭灭亮0 0 10 0 1灭灭亮1 0 00 1 0灭亮灭1 0 00 0 1亮灭灭0 1 01 0 0亮灭灭0 1 00 0 1灭亮灭0 0 11 0 0灭亮灭0 0 10 1 0亮灭灭3元器件清单元件数量LS290计数器LS138 译码器 2个2个NE555定时器1个1N4148型硅开关二级管2个直径为5mm的发光二级管:红色 黄色 绿色2个2个2个电容:100u耐压值大于10V1个电阻:100k2个电阻:5.1 k1个微型动合开关2个导线夹子若干五、实验心得体会：通过本次的课程设计，不仅对数字电路的理论知识有了更加深刻的了解，还提高了对Protel 99电路仿真软件的运用能力。在本次实验中，使我了解到了数字电路在实际生活中的具体及广泛的应用 ，使我对数字电路的学习星期更加浓厚。我终于明白了学习数字电路不能只停留在理论知识上面，要结合实际操作才能更好的学好数字电路。才能更好的为社会、为人民做出贡献。在此次的课程设计实验中，我总结了以下点经验：（1）、在画电路图的仿真过程中使用PROTEL绘图软件，感觉有的地方有些困难，在以后的学习中，要加强电子线路CAD方面的知识（2）、布线时,应该合理安排每个元器件的位置,特别是芯片, 考虑到的每个功能的管脚的位置、使焊接时尽量减少飞线，以便减少麻烦和浪费导线。（3）、焊接电路过程中，电烙铁与电路板有些地方接触时间过长，导致电路板局部有烧黑现象发生，到时造成虚焊。电烙铁焊接元器件时，应尽量减少接触时间，以免造成器件的损害。（4）、焊接完毕后，安装芯片时，要注意芯片引脚与底座正确相对应，以免烧坏芯片。（5）、仔细检查电路后再接通电源。以免造成电路板的损害。以致前功尽弃。 虽然在这次的课程设计中遇到种种问题，但是最终还是解决了。这次的实验虽然不能说是完美的完成