射击自动报靶器

1、课程设计说明书课程名称： 数字电子技术课程设计 题 目： 射击自动报靶器 学生姓名： 专 业： 班 级： 学 号： 指导教师： 日 期： 2016 年 4 月 8 日射击自动报靶器1、 设计任务与要求射击自动报靶器（中）（1）用11个开关信号模拟环数取样信号，分别表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10）环，其中0表示没射中，每次射击完毕后立刻显示环数。（2）每个人可以射击5次，5次后射击次数自动清零，表示此人不能再射击。（3）自动统计累计环数并显示。（4）自动统计中靶次数并显示。二、方案设计与论证射击自动报靶器包括编码器，译码器，加法器，计数器，寄存器，门电路等一些基本元件组成。电

2、路的原理框图如下图1所示： 图1，射击自动报靶器原理图方案一、（1） 选用十一个开关，分别代表打靶成绩：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10环，其中10环用A显示。（2） 选用74LS148优先编码器，将两个编码器、非门和与非门连接成164线优先编码器，对十一个摸拟信号进行编码。（3） 计数器电路为射击次数计数选74LS161计数器，射击次数部分用反馈置零法接成5进制计数器，并用十一个开关模拟信号用组合逻辑电路连接成CP脉冲，当第五次射击完成立即清零。（4） 用2个74LS283全加器连接成加法器电路。实现对五射击靶数的累加。（5） 用两片74S175四位寄存器，对加法电路的每次输出结

3、果进行寄存。（6） 选用七段显示译码器对单次靶数、射击次数、中靶总数成绩进行显示。3、 单元电路设计与参数计算1、 开关模拟环数取样信号电路单元设计 图2 开关 该单元利用开关来模拟数字电路中的高电平与低电平，高电平用二进制数1表示，低电平用二进制数0表示。因此用十一个开关来摸拟高低电平，并送入芯片74LS148优先编码器进行编码。从而达到了模拟打靶环数的目的。2、 优先编码器单元电路设计 图3、优先编码器单元电路该单元电路用到两片74LS148优先编码器，将第1片的EO'接第2片的EI' 端，则只有当第1片没有编码输入信号时，第2片才能工作，这样就把两片74LS148进行了优

4、先权排队，第1片的优先权高于第2片。由于每片74LS148本身已经对它的8个输入端按优先权高、低进行了排队，所以就形成了164优先编码器。输出最高位则由第1片的GS'产生。3、 计数器和CP脉冲单元电路设计 图4、计数器和CP脉冲单元电路射击次数计数部分的 CP脉冲是由十一个开关模拟信号通过组合逻辑电路连接而成的，这个CP脉冲同时也是一个74LS161寄存器的CP脉冲。将计数器用反馈置零法接成5进制计数器，其它没有引脚接相应的高低电平。这样射击次数的功能就实现了。4、 加法和寄存单元电路设计 图5、加法和寄存单元电路加法器电路是由2个74LS283全加器组成的一个四位串行进位加法器电路

5、，其输入为编码器输出的四位二进制数和由寄存器寄存的上一次的射击环数，没用到的引脚则接相应的高低电平。这样就实现了对射击环数的累加。寄存器部分则用两个74S175对加法器的每次结果进行寄存，在CP脉冲的每个上升沿寄存器的内容更新一次。此组合逻辑电路是为了实现二进制数到八位8421BCD码的转换而设计的。比从而可以实现用两个七段显示译码器来显示总成绩。4、 总电路工作原理及元器件清单1、 总原理图； 图6、总原理图2 电路完整工作过程描述打开仿真，电路开始工作后，由开关控制输出模拟的环数取样信号，每次打开一个开关，输出一组二进制代码和一个由处理产生的CP脉冲。这组代码经过16-4线优先编码器进行编

6、码并输出，然后在七段显示译码器上显示出这次射击的环数，这就是单次射击的环数。由开关模拟的环数取样信号处理而形成的CP信号则直接对统计射击次数的计数器起作用，同样也是每个下降沿来计数加一。这个CP信号还通过一个非门与两个74S175寄存器的CLK相连，从而控制寄存器内容的更新，每一个上升沿更新一次。优先编码器产生的四位二进制代码将输入到六位串行进位加法器中，与寄存器所寄存的数相加，相加后的结果就寄存在寄存器中寄存器寄存的六位二进制数则输入8421BCD码转换组合逻辑电路中，经过转换后输出的8位8421BCD码能过两个七段显示译码器显示，从而显示出总的命中靶数。3 元件清单元件型号数量备注74LS

7、1611计数器SWITCH11模拟打靶环数74LS2832全加器7SEG-BCD4七段显示译码 器74S1752寄存器74LS148、74LS173、NOT、OR、NONT9各门电路5、 仿真调试与分析打开Proteus仿真开关，如果一开始开关打8环开关时，7段显示译码器是不会显示8的，射击次数也不会计算；如果打了9环开关再打8环开关，然后关闭9环开关。7段显示译码器才会显示8，并且计数器与打靶总数有数字显示。经过百度查明，是Proteus软件本身的问题。6、 结论与心得通过这次射击自动报靶器的实验，以前我都很简单的认为一个产品很容易就做出来了，现在我知道了每一个产品都需要很复杂的工序。通过这

8、次的课程设计我们学到许多的东西。遇到难题，耐心分析，解决问题。设计与实现的过程中我们会遇到一些困难这是很正常的事，但是不能一遇到问题就慌了，要耐心的分析问题并解决，要懂得善于运用手上的资源，如数电课本、手机上网的资源，把自己需要的知识都查询出来，再慢慢的理解与钻研。努力把不懂的地方弄懂。我还深深的理解到仿真的重要性。它不仅能提高我们的动手能力，锻炼了我们的连线能力以及检查电路正确的能力，在没有实物进行操作的时候，它可以为我们以后是实物操作打下一定的基础。团队合作，不懂请教。这次课程设计培养了团队合作，有些时候我们也需要别人的帮助，比如说当我们把元器件连接错的时候，自己一个人很难找到错误，就需要

9、别人帮忙，无形中培养了团队合作的精神。有的时候可能遇到一些问题自己不能解决，这时我们应该虚心像同学请教，不要怕同学会取笑，任何人都有不懂的时候，而且不耻下问，也是一个很好的学习习惯。遇到困难的问题，多一些请教同学，学习一下他们是从哪一个方面实考这个问题，或者他们个人的见解等。只能这样才能有助于我们更好的解决问题。还要有提前做好准备工作的准备，在开始动手之前，我们必须要把各种芯片器件的功能弄清楚，还有他们的原理图以及引脚的功能等等。还有以及如何拓展，把仿真中没有的器件在仿真中用不同的器件组装出来。只有把这些真正的搞懂之后才能顺利完成设计。这种实验教学有利于激发学生学习兴趣和求知欲兴趣，所以实验是

10、最好的“老师”。平时上课教学中存在较多的抽象概念，复杂的数电，各种元件的功能与引脚等，它们又各自怎么连接在一起来实现功能的，但都是很模糊的一种，可能只存在我们的脑海想象中。但是通过实验，我们就能加强动手的能力，培养我们对数电的兴趣，提高我们的思维能力与独立动手的能力。我觉得课程设计是理论与实践相结合的，通过课程设计我们可以更好的理解课本中的相关知识，对课本中的理论知识就有了一个更加深入了解；同时还可以将我们所学习的课本知识很灵巧的应用于实际生活当中，这就更好的达成了教学任务。与此同时，我们不再是那种只会读课本知识而无法应用于实践，相反的，通过课程设计不仅使我们对课本知识有了更深入的理解，还使我

11、们成为具有一定动手实践的能力。最重要的是课程设计可以提高我们的逻辑思维能力以及解决实际问题的能力。课程设计虽然结束了，但是我们还有很多的事情要做，对仍然不熟悉或不了解的知识点我们要尽快的去学习了解，对课程设计中出现的问题我们还要去认真的分析研究。还有我们还需要去增自 己的动手能力，去不断的锻炼，只有这样该课程设计才能发挥最大的作用。设计过程中，在一次又一次的失败面前，我们没有退缩，而是勇敢的去面对，积极的去解决，充分运用所学知识和他人的帮助，最终取得了成功。通过亲自动手连线，试验，遇到问题，解决问题，我们巩固了书本的知识，同时也学到了新的学问，明白了实践的可贵性。动手能力的提高，细心与耐心的培养，品尝自己劳动成果的喜悦，是我们在这次课程设计中最大的收获。学习不仅需要智力、能力，更需要求真务实的科学精神。学习过程中不仅培养我们独立分析问题和解决问题的能力，更是提高我们的动手能力与创新能力