课题八兵乓球比赛游戏机电路.doc

数字电子技术课程设计数字电子技术课程设计一：课程设计名称: 乒乓球比赛游戏机电路二：设计任务和设计要求1.设计任务（1）设计一个由甲、乙双方参赛，裁判参与的乒乓球比赛游戏模拟机。（2）用八只（或更多）排成长串的指示灯（发光二极管）用来代表球的轨迹，其中一个亮的指示灯用来显示球的当前位置，用一个时钟脉冲源使点亮的指示灯依次从左向右，或从右向左移动，其速度应能调节，一般为1s转换一次。（3）用两个按钮开关作为球拍，甲乙两人参加比赛。当球到达甲方时，应立即按动开关(电路应只能响应按钮信号的前沿，若重复按动或持续按下去，将不起作用)，表示回球，球到达乙时，同样也应立即按动乙方的开关，将球回击到对方去。若击中，则乒乓球向相反方向移动，若未击中，则对方得一分。（4）一方得分时，电路自动响铃3s，此时发球无效，等铃声停止后方能继续比赛。（5）设置自动计分电路，双方各用二位数码管进行计分显示，每计满11分为一局。（6）甲、乙双方各设一个发光二极管，表示拥有发球权，每隔5次自动交换发球权，拥有发球权的一方发球有效。2.设计要求(1) 确定总体设计方案画出总方框图。(2) 确定各单元电路的功能，进行单元电路的设计，画出逻辑图。(3) 选择芯片确定型号。(4) 画出总逻辑图和装配图，并在实验板上组装电路。(5) 进行电路调试，达到设计要求。(6) 写出总结报告。三、基本工作原理和设计方案乒乓球游戏模拟机电路框图如图所示。频率可调的时钟发生器为双向移位寄存器提供时钟脉冲，用双向移位寄存器的输出端控制指示灯来模拟乒乓球的运动轨迹。先点亮位于某一方的第1个指示灯，由击球者通过按钮输入“击球”开关信号，实现移位方向的控制。本电路设计的核心为控制电路，它决定整个系统的动作，必须掌握各信号之间的关系。框图中的双向移位寄存器也可用计数译码方式实现乒乓球运动轨迹的模拟，如利用加减计数器的两个时钟信号来实现甲乙双方的击球，由表示球拍“击打”按钮产生计数时钟，计数器的输出状态经译码器驱动指示灯发光。 图8-1乒乓球游戏控制系统的结构框图 根据设计任务，可分为以下三个模块进行设计：1. 球迹移动与显示电路：球迹移动电路可采用双向移位寄存器方法实现，由发光二极管作为光点模拟乒乓球移动的轨迹。2. 计分显示电路：为开关控制脉冲由两片74160D联级构成的22位计数器。记录1到21各个分数。3自动发球权电路：主要由74LS160D和部分门电路组成。自动记录发球次数，指示灯亮则表示球权的拥有者。 根据要求构建具体设计思想1.运动轨迹的电路，首先要实现的是乒乓球的移动和其受控而左右移动，考虑到了双向移位寄存器。把两片74LS194连在一起实现了乒乓球的显示，74LS194的左右移动是由S0和S1来控制的，既只要同时改变S0，S1的高低电平即可实现乒乓球受击而向相反方向的移动。2.记分的实现：应用模电课上所学的22位计数器记录1-21分。3.发球五次自动换发球的实现：要实现球权的自动交换必须采用各种门电路对器件主要的管脚进行控制，而球权的归属则可以用指示灯表示。四：器件介绍双向移位寄存器74LS194D计数器7416074 LS194简介 74 LS 194 为四位双向移位寄存器，它具有左移、右移、保持、串行和并行输入等多种功能。它的管脚排列见附录。表 1 是它的功能表。 功能说明： (1) 当 S 1 = S 0 =1 时，不管各输入端原来是什么状态，在下一个时脉冲到来时，其输出分别是预先输入到并行输入端的 abcd ，这种方式叫送数。(2) 当 S 1 =0 ， S 0 =1 时，其工作方式叫右移，这时，每来一个时钟脉冲，输出端的数各向右移一位，而 Q A 端的输出则由加到 R 端的数来补充。 (3) 当 S 1 =1 ， S 0 =0 时，其工作方式叫左移，情况正好与右移相反； Q D 端的输出由加到 L 端的数来补充。 (4)当 S 1 = S 0 =0 时，不管是否有 CP 脉冲作用，输出保持不变，这叫保持方式。 CP=0 时也是保持方式。 计数器 74160简介功能表如下：五实验仪器及器件1.4位双向移位寄存器74LS1942 .计数器74160 3. 数码显示管4. 各种门电路六具体设计方案：（一）发球及球权电路系统连接方式如图首先是第一个管开始计数，第一管的12和14脚组成的与门控制第二管，当第一管计到5的时候与门就输入高电平让第二管计数。当第二管计数的时候经过三输入或非门输出低电平让第一管清零，正好实现一管计数的时候另一管不计数。（二） 乒乓球的运动电路系统连接方式如图，由两片双向移位寄存器74LS194组成的8位寄存器，用数码显示管来代表球的轨迹，一个亮的指示灯代表球所在的当前位置。开关控制左移和右移，代表击打球的方向。（三）记分显示电路系统连接方式如图采用22位计数器，用两片74160联级在一起，数码管显示当前分数。七心得体会 通过这次课程设计，初步掌握电子电路的计算，掌握了一点数字电路的一般设计方法，具备初步的电路设计能力。同时学会了如何通过网络资源、书刊、教材及相关的专用手册等来查阅所需资料。熟悉了常用电子器件的类型和特性并初步学会了怎样合理地选用。尤其对设计中用到的74LS194A和74160有了深刻的了解。初步掌握了普通电子电路的安装、调试等