拔河游戏机的设计与制作报告

1、数字电子技术课程设计报告拔河游戏机设计与制作设计要求：拔河游戏机需用9个发光二极管排列成一行，开机后只有中间一个发亮, 以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地、不断地按动产 生脉冲，谁按得快，亮点向谁方向移动，每按一次，亮点移动一次。移到 任一方终端二极管发亮，这一方就得胜，此时双方按键均无作用，输出保 持，只有经复位后才使亮点恢复到中心线。设计人：夏凯强学号：1881090127专业：计算机 班级：09班成绩:评阅人：安徽科技学院理学院拔河游戏机的设计与制作拔河游戏机需用9个发光二极管排列成一行，开机后只有中间一个发亮， 以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地、不断地

2、按动产 生脉冲，谁按得快，亮点向谁方向移动，每按一次，亮点移动一次。移到 任一方终端二极管发亮，这一方就得胜，此时双方按键均无作用，输出保 持，只有经复位后才使亮点恢复到中心线。一、设计要求（一）设计指标（1）初始9个发光二极管排列成一行，开机后只有中间一个点亮；（2）游戏双方各持有一个按键，按键按动一次，亮点有可能移动一次；（3）亮点移动的方向与按键快的一方一致；（4）当任一方终端二极管点亮时，这一方就得胜，再按键电路输出不变；（5）按复位后，回到初始状态（二）设计要求1、画出电路原理图（或仿真电路图）；2、元器件及参数选择；3、电路仿真与调试；（三）制作要求 自行装配和调试，并能发现问题和

3、解决问题。（四）编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心 得体会。二、原理框图图一1 拔河游戏机的构成本次拔河游戏机的主要设计思路是让电平指示灯由中点向速度快的一 方延伸，而阻止向速度慢的一方延伸。可以设想用可预置的加 /减计数器作 主要器件，用计数器的输出状态通过译码器控制电平指示灯的显示状态。 如当计数器进行加法计数时，发亮的电平指示灯向右方延伸，相反，进行 减法计数时，发亮的电平指示灯向相反方向移动。当移动到一方的终点时 就把电路锁定，此时双方按键均无作用，只有按了复位按键双方才能继续 下一局的比赛，计数器就记录双方的获胜的次数，数码管显示胜者赢的盘 数。*5VCC

4、4O1 I CC1081CC401 1IKIKIriT$ -&按逻辑电f if I I7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 CC4518计数器的EN端，CC4518勺两组4位BC码分别接到实验装置的两组译码显示器的 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，若一位数不够，则进行二位数的级联。其电路图如下图所示:8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CC4019的清零端R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CC4518勺清零端

5、R,使其重新计数。三、元器件1、+ 5V直流电源2、译码显示器3、逻辑电平开关4、CC45144线-16线译码/分配器CC40193同步递增/递减二进制计数器CC4518十进制计数器CC4081与门CC401X3与非门CC4030异或门电阻1KX4四、各芯片原理及所构电路介绍(一)CC40193芯片构成计数器CC40193是同步递增/递减 二进制计数器。下面是CC40193引脚图,CC40193功能(1) 各引脚的功能：CP为加计数时钟输入端，CP为减计数时钟输入端。LD为预置输入控制端，异步预置。C劝复位输入端，高电平有效，异步清除。CO非为进位输出：1001状态后负脉冲输出。BO非为借位输

6、出：0000状态后负脉冲输出。(2) 引脚图Do2BOC0LDptchDo2BOC0LDptchcftjo?(3) 功能表清零预置时钟预置数据输入R)LDCPUCPDABCDHXXXXXXXLLXXABCDLHTHXXXXLHHXXXX表1CC40193的功能表(二)CC4514芯片级联构成译码器实验过程中，其功能相同。由两片 3线一8线译码器CC4514构成4线 -16线译码器。CC4514是低电平有效的芯片，从译码器的输出 丫0Y15中 选9个输出，这样，当译码器输出为低电平时，灯泡的输入为低电平故中 心二极管熄灭，其他二极管点亮。比赛准备，译码器输入为0000, Y0输出为0,中心处指示

7、灯首先熄灭，当编码器进行加法计数时，该点向右移，进 行减法计数时，点向左移。若在译码器的输出再接一个CC4514非门，则当译码器输出为低电平时，发光二极管的输入为高电平。译码器输入为0000， Y0输出为1，中心的二极管点亮。(1)引脚图诃珅词刽创1计诃17询1514诃VnolNHAYo YnYisYiiVuSCC-1514LE ?LU A Y7 Yf. Y4 Yj Yi百屮2|订5|67卩210(2)功能表表2 CC4514功能表(三)CC4518芯片构成功能表CC4518为双BCD加计数器，该器件由两个相同的同步 4级计数器组 成。计数器级为D型触发器。具有内部可交换 CP和EN线，用于在

8、时钟 上升沿或下降沿加计数。 在单个单元运算中，EN输入保持高电平，且在CP 上升沿进位。CR线为高电平时，计数器清零。计数器在脉动模式可级联，通过将 Q3连接至下一计数器的EN输 入端可实现级联。同时后者的 CP输入保持低电平。引脚图和逻辑图1CP1EN1Q& IQi IQsICRVss1814131211VDD2CR2Q303 X?i5 3oJ 2EN3 JCPOC4518MC OC4518ECICRIEN1CPXRJEN2CP*1rRDIVIOQ 11 +CTi1L-41QOQ00 血2QI2Q（四）CC4011CC4081芯片构成与非门和与门(2)功能表引卿Afw O 付弓功能1 9C

9、LOCK时訓输入端7 15RESET消除端2 10ENABLE计数允诈控制端3 4 5 6Q1A-Q4A计数输出端11 12 13 14Q10-Q4B计数输出端8VSS地16VDD电源正(1)CC4011是常用的2输入四与非门集成电路逻辑图及引脚图新14131211109197功能表ABZ001011101110表3 CC4011功能表(2) CC4081构成与门引脚图14 VCC功能表输入输入输出ABY000010100111五、总接线元件布局简图仿真及使用原理asi-aiE.ires hxr&w-:E - - - - -S- t-M口E*Tl.1 iTliK:01可以实现按动A、B两个按键

10、时，分别产生两个脉冲信号，经整形后分 别加到可逆计数器 CC40193上，可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱 动电平指示灯熄灭并产生位移，当熄灭的点移到任何一方终端后，由于控 制电路的作用，使这一状态被锁定，双方按键产生的输入脉冲不起作用。 如按动复位键C,该点又回到中点位置，再次按 C键则比赛又可重新开始。六、芯片连接总图因仿真与实际元件上的差异，所以在原有的简图的基础上，又按实际布局画了这张按实际芯片布局的接线图，如上图。七、总结1 实验过程中遇到的问题及解决方法连接实物图时，CC4514为低电平有效，故当打开电源，并对各个芯 片复位请清零时，处于中点位置的发光二极管熄灭，其他二极管均点

11、亮。 所以本次实验观察的时熄灭的而二极管的移动方向。实验过程中，由于 线路的接触不良、芯片损坏及认为接触错误等会造成实验结果不正确。2. 设计体会刚开始做这个课程设计的时候感觉无从下手，通过网络和图书馆查阅 相关的文献资料，思路才清晰。大致的方框图已成型后，在整形电路上遇 至厅较大的困难，网上有已经做好的整形电路，知道这块电路的作用，但 具体的工作原理开始不太明白，经过与同组同学的讨论，彻底明白了整形 电路在整个电路中的作用。根据自己设计的电路方框图，查阅需要用到的相关芯片的功能，再用 相关软件把整体电路图画出来。在设计过程中花费时间最多的就是各个芯 片的连接方面，这种细节问题需要我们对芯片功能很熟悉而且能掌握整个 电路原理，要求逻辑思路严谨。通过这次拔河电子游戏的设计，让我对数 字电子技术有了更深刻的认识。在学习数字电子技术基础这门课的时候， 学的电路和芯片都是零散的，没有组成一个整体，借