拔河游戏机课程设计报告

1、 西北工业大学课 程 设 计 报 告题 目: 简易拔河游戏机 学 院 : 航海学院班 级 : 03040902学生（学号）: 2009300833学生（姓名）: 梁清学生（学号）: 2009300845学生（姓名）: 史伊朝日期: 2012 年 1 月 12日摘 要 我们设计的是一个用于模拟拔河游戏的电路，它是通过有限的实验器材来完成的。其中有两个按钮式开关，分别代表参与比赛的两组选手，用按键的快慢代表各方选手使劲儿大小，另外还有七个发光二极管，用点亮的发光二极管的移动代表绳子的移动。当绳子移动到最后一个时，即一方胜出时，锁定按键的同时胜出的一方对应的数码管显示的计数值加1，直到复位键按下之后

2、方可进行下一局比赛。当有一方达到了获胜的条件，即获胜的局数为预置数的次数时，比赛结束，锁定计数结果，锁定选手按键，同时数码管闪烁显示，表示比赛结束的同时为胜利者喝彩。直到数码管计数值清零，复位键按下之后，方可进行下一场比赛（一场比赛可以有好多局）。关键词：拔河、游戏机、闪烁、锁定按键、计数电路目 录1.课程设计目的   4 2.设计任务与要求 4 3.方案设计与论证 5 4.单元电路设计与参数计算 9 5.电路的安装与调试 16 6.遇到问题的解决方法 17 7.结论与心得  18 8.参考文献

3、 18 题目：简易拔河游戏机一、 课程设计目的电子技术是一门实践性很强的课程,加强工程训练,特别是技能的培养,对于培养学生的素质和能力具有十分重要的作用.对于我们大学生,课程设计是一个重要的实践环节,它包括选择课题、电子电路设计、组装、调试和总结报告等实践内容.通过课程设计实现目标如下: 1)巩固和加深所学电子技术课程的基本知识， 提高综合运用所学知识的能力；2)培养学生根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力，提高学生独立解决工程实际问题的能力3)通过设计方案的分析比较、设计计算、元件选绎及电路安装调试等环节初步掌握单实用电路的工程设计方法 4)提高学生的动手能力掌握

4、常用仪器设备的正确使用方法，学会对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法，5)了解与课题有关的电路以及元器件的工程技术规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路固等二、 设计任务与要求一） 任务： 设计可用于两人进行拔河游戏的电路二） 设计要求：1） 用排成一排的七个LED灯表示绳子;2） 用2个按键，分别为参赛的两名选手;3） 通过按动按键的快慢表示选手拔河力量的大小;4） 任何一方得胜后立即封锁按键，同时获胜方胜利局数记录值加1，直到复位按键按下后方可继续进行下一局比赛;5） 可预置N局M胜制；显示方式：2个一位十进制数显示;6） 全场比赛

5、结束后封锁按键，然后LED灯移动闪烁。三、方案设计与论证总体设计思路：要用排成一排的七个LED灯代表绳子，则七个LED灯中要有一个与其他的六个不一样，用点亮来表示该灯，则LED灯应与74LS138三八译码器的输出相连。绳子移动，即LED灯的移动点亮问题，可以看出三八译码器输入接的是一个计数器。双方拔河时，以按键的快慢来使灯的点亮左右移动，可以看出一方的按键进行加法计数，一方的按键进行减法计数。结束时，LED灯的闪烁，需要一个计数器接入74LS138的输入端，计数器的cp信号有555定时器构成的多谐振荡器提供。74LS138有两路输入信号，因此需要进行选择，所以还需要一个2选1数据选择器来选择究

6、竟输出哪一路信号。方案一： 电路的主体部分，当选手按键时，其中一个选手的按键进行加法计数，另一个选手的按键进行减法计数，七个LED灯分别接的74LS138的、。两个选手控制的计数器的输出，与比赛结束后控制的计数器的输出，通过2选1数据选择器74LS157输出到74LS138的数据输入端口。74LS138的输出端、通过非门之后分别连到用于控制记录选手获胜局数的计数器74LS161的cp脉冲输入端口。、再连到选手所控制的计数器的CT端，当一局比赛结束之后，封锁计数器，及封锁选手按键，直到复位按键按下后方可进行下一局比赛。进行获胜局数统计的两个74LS161的输出分别接到全加器74LS283的输入端

7、的A组端口、B组端口。74LS283的输出端接比较器74LS85的其中一组输入端口，与另一组输入端口的输入数值进行比较，当两组端口输入相等时，当他们之和为预制比赛局数时，封锁控制端口，同时选择74LS157的另外一路输入信号，即LED灯闪烁显示。 方案二：电路的主体部分，当选手按键时，他们所控制的计数器都进行加法计数，其中一个计数值的高三位直接接到74LS283全加器的一组输入端口的低三位，高位接0，另一个计数值的高三位求反后接到74LS283全加器的另一组输入端口的低三位，高位接1，进位输入端口接1。即用一个选手的计数值家另一个选手的计数值的补码。七个LED灯分别接的是74LS138的、通过

8、非门之后的输出。两个选手控制的计数器的输出，与比赛结束后控制的计数器的输出，通过2选1数据选择器74LS157输出到74LS138的数据输入端口。74LS138的输出端、通过非门之后分别连到用于控制记录选手获胜局数的计数器74LS161的cp脉冲输入端口。、再连到选手所控制的计数器的CT端，当一局比赛结束之后，封锁计数器，及封锁选手按键，直到复位按键按下后方可进行下一局比赛。进行获胜局数统计的两个74LS161的输出分别接到两个比较强74LS85的输入端的其中一组端口，当有一个选手的获胜局数与预置数相等时就停止比赛，封锁输入端口，LED灯闪烁显示。分析：因为要求即能进行加法计数，用能进行减法计

9、数时，需要用到可逆计数器，考虑到这个电路比较复杂，同时又因为进行N局M胜制的过程中，方案一中的全场比赛结束的控制电路要求就算其中一名选手已获胜M局还是必须打满N局，才能结束比赛。而方案二中在比赛一方获胜M局之后就会结束所有比赛。 经过以上分析决定选择方案二。电路主体部分的结构示意图：四、单元电路设计与参数计算1）电路原理图数据的比较当A=2，B=1（相当于7），则有A-B= 1，à用补码表示=1当A=2，B=2（相当于6），则有A-B= 0，à用补码表示=0当A=2，B=3（相当于5），则有A-B= -1，à用补码表示=7当A=1，B=2（相当于6），则有A-B=

10、 -1，à用补码表示=7当A=2，B=2（相当于6），则有A-B= 0，à用补码表示=0当A=3，B=2（相当于6），则有A-B= 1，à用补码表示=1AB求取2个数的差值时，只能使用补码计算当0010-0001=0010+（1111）补码 =0001当0010-0010=0010+（1110）补码 =0000当0010-0011=0010+（1101）补码 =1111当0001-0010=0010+（1110）补码 =1111当0010-0010=0010+（1110）补码 =0000当0011-0010=0010+（1110）补码 =0001舍去最高位，得到所

11、需结果，见电路比较、求差值、求补码、译码和显示电路如下：2）55定时器构成的多谐振荡器3）55构成的用于消除抖动的单稳触发器 4）路的主体部分注意：开关A和B分别接的是单稳触发器。 5）获胜局数计数及结束控制电路接74LS138的输出端口接74LS138的输出端口接74LS157的选择端口 6)总体电路图 五、电路的安装与调试 首先领取电路所需的元器件，按照电路图所示连接电路，我们是分工合作，但又能够保证每个人都能够参与连接，所以我们是一个人连线的时候，另一个人负责提供导线并认真检查连接好的导线。但所有导线和元器件连接好之后，还是没有成功，之后我们进行电路的分块检查。首先检查数码管的显示问题，

12、当给它们对应的数器接上cp脉冲的时候，他们都可以正常显示。接下来检查当比赛结束时，用于封锁电路的输出是否正确，经过检查发现显示不正确，仔细检查了它的每个管脚之后，原来是有个衔接差了，改过之后连接正确了。然后就是检查另一半电路的问题了，经过连接cp脉冲的检查发现拔河功能能够正常实现。各电路的调试:1.静态调试:(1).消除抖动电路调试:用示波器检测电路的输出,拨动开关测试输出是否符合逻辑0,1的电压标准.(2).比较,求差,求补码电路:通过开关与计数电路,将A与B输入至比较,求差,求补码电路,查看结果.(3).译码显示电路:输入几组不同的信号,通过LED灯的不同变化判断电路是否达标.(4).获取

13、局数计数及结束控制电路:给电路接入脉冲信号,输出接入示波器观察是否正常显示.(5).选择电路:给选择器接入不同的两路待选信号,固定预置数改变待比较数值,检测选择器输出是否符合标准.(6).控制电路:输出连到显示器,检测由0变到8是否为10秒.输出连到显示器,检测显示数值和频率是否和预期相符.2.动态调试:将各个部分电路组装成整体电路,然后进行多次调试,并与试验任务相对比.六、遇到问题的解决方法在实际实验的过程中，我们发现和仿真还是有些区别的，首先，仿真反应时间比较慢，所有在电路的周期控制上需要改变，要适当加大一些电阻、电容的值。仿真中74LS161是下降沿计数，实际中的是上升沿计数，因此需要让

14、cp通过非门之后再与某些74LS161的cp输入端相连。在连接好电路之后发现电路工作很不稳定，于是我们断定是因为导线与芯片的接触问题，之后我们检查导线并重新连接之后，问题便得到了解决。 七、结论与心得 在认真的学习了数字电路这门基础专业课后，我们对数字电路有了初步的了解，掌握了基本物理概念，电路的工作原理和分析、设计方法，并且在努力完成了整个学期的数字电路实验课后，有了一定的动手设计电路并实际操作的能力。但是此次实验要求设计的相对复杂，所以我们从一开始就认真准备。刚拿到题目我们就开始查资料,了解所需要的芯片及其各个管脚的连接，慢慢地完成实验要求,实现整个电路.在通过与同学们讨论之后，我们逐步掌

15、握了整个设计思路并成功完成了电路mutism的仿真。我们在按照实验要求领取到所有器材元件之后便开始了连接电路，由于我们一开始并没有仔细规划整个电路板的设计，因此走了一些弯路，致使连线太过复杂难看，所以我们明白了在做实验之前，必须能够对每个元器件进行合理的布局。在布局完芯片之后我们开始按照电路图连接导线，连接了一些导线之后因为休息了一下之后，我们突然想不起来连到哪里了，之得重新检查连接，之后我们吸取教训从第一个芯片的上半部分开始一直从左到右，从上到下，一步一步有条不紊的进行，就这样一鼓作气，我们将所有需要的导线连接好之后，当我们信心满满的以为就要大功告成的时候，在调试之后却发现根本没有我们想象的

16、那么顺利，实验没有成功，我们经过考虑之后，初步断定是因为导线和芯片直接因为没有紧密连接而导致的接触不良，随后经过再次的检查之后，纠正了一些错误，最终经过调试，成功完成了实验。在经过本次数字电路课程设计之后，我们不对所学的理论知识有了更深的巩固，更好的掌握了狮子电路及其基本脉冲电路的原理和分析方法，逐步提高了自己分析电路，设计电路的能力。同时在设计并实现电路的过程中我们逐步建立起对于数字电路这门课程的兴趣，这对于我们以后在此方面的学习和研究是大有裨益的。同时考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力。我们深刻地感受到理论知识的重要性,学好课本知识是完成实验的前提条件,而实践同样重要,我们需要在学好理论的基础上多多动手,多积累些实践经验。另外，因为实验的复杂我们都是以两人小组为单位完成的，通过实验我们明白了合作的重要性，而且在合作时一定要耐心，并且善于听取合作伙伴的建议。八、参考文献1 岳怡主编的数字电路与数字电子技术，西北工业大学出版社2 余道衡，徐承和. 电子电路手册M.  北京：北京大学出版社， 19963 李毅、谢松云、王安丽、曾渊编的数字电子技术实验，西北工业大学出版社,20074 阎石主编数字电子技术基础,高等教育出版社,19985 陈良主编电子工程师常用手册,中国电