数字逻辑电路课程设计拔河游戏机

经典word整理文档，仅参考，双击此处可删除页眉页脚。本资料属于网络整理，如有侵权，请联系删除，谢谢！.课程设计说明书课程名称：数字电路和数字系统课程设计题目：拔河游戏机班级：电子信息科学与技术11-1姓名：学号：刘伟杰20112799Word资料.课程设计任务书一、设计题目拔河游戏机二、主要内容及要求1．设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。2．电路使用9个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间的发光二极亮。3．比赛双方各持一个脉冲按钮，快速不断地按动按钮，产生脉冲，谁按得极管重新亮。5．用七段数码管显示双方的获胜盘数。三、进度安排1.认真思考和理解所选题目的有关要求，大致知道要求做什么。2.根据实验的设计要求，到图书馆或上网查找相关的资料，了解拔河游戏机的工作原理。3.学习数字电路中触发器、计数器、译码显示器等单元电路的设计及综合应用，掌握逻辑电路的设计与测试方法，等。Word资料.4.综合相关的资料，设计实验方案。5．根据所设计方案，用仿真软件进行电路仿真。6．根据要求撰写实验报告。目录一．设计任务分析………4二．拔河游戏机的总体方案设计………42．1设计思路………42．2电路原理图……………………52．3电路工作原理…………………62．4各单元电路的设计……………7三．元器件的使用………10四.电路仿真结果……………………11四．总结…………………13Word资料.4.1实验评价…………134.2心得体会…………13参考文献………………14设计任务分析一、本课题的主要任务是让拔河游戏机的电平指示灯由中点向我方延伸，而阻止其向对方延伸。可以设想用可预置的加/减计数器作主要器件，用行加法计数时，发亮的电平指示灯向甲方延伸，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就就把电路锁盘的比赛，而计数器就记录双方的获胜的次数。总体方案设计二、2．1设计思路：(1)本课题所设计的拔河游戏机由9个电平指示灯排列成一行，开机之后只有中间一个电平指示灯亮，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Word资料.移动，每按一次，亮点移动一次。移到任一方终端指示灯点亮，同时蜂鸣器响起，代表这一方获胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经裁判复位后才使亮点恢复到中心线。(2)当一局比赛结束后,由点亮该终点灯的信号使电路封锁加减脉冲信号的作用.即实现电路自锁,使加家减脉冲无效。同时，由首（尾）的输出产生进位脉冲，使计分计数器自动加分。(3)控制复位电路部分控制由振荡器产生的脉冲信号进入倒数减法计冲输入均无效果，达到公平性的原则，同时中间的灯亮起，复位。当输入总清零信号开始进行计分板的分数清零，一局比赛结束。2．2电路原理图：图一，图二分别为拔河游戏机的电路框图、整机逻辑图。Word资料.Word资料.2．3电路工作原理：可逆计数器4位二进制数DNUP置为1时实现加法计数，当其置为0时实现减法计数。当按动A、B可逆计数器输出的代码经3-8线译码器译码后驱动电平指示灯点亮并产生位移，当亮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，而对输入脉冲不起作用。如按动复位键，亮点又回到中点位置，比赛又可重新开始。又由于当现实到0000时算A获胜，当1000时算B获胜，即两者获胜的条件为加减计数器的前三位都为0，即可判断有一方获胜，然后对控制输入信号进行锁定。由于3-8线译码器只有8个输出端，不满足九个灯的全部控制，可是经过仔细观察八个灯的输出状态我发现，在加减法计数器的前八个状态下都是0XXX，即最高位始终为0，而当第九个状态1000时，最高位才输出1，这也就构成了第九个灯的控制电路，满足了3-8线控制九个灯的实验要求。的获胜次数，原理过于简单这里不加赘述。在具体实现过程中发现，有选手出现抢按脉冲的现象，这也就激发了Word资料.按钮相连，使得在倒计时三秒之后双方的脉冲信号才能到达加减计数器，在三秒倒数期间任何一方的输入均无效，间接的起到了公平的作用。2．4各单元电路的设计：1.编码电路的设计：由二进制同步可逆计数器74LS1934个输出Word资料.向右移动，进行减计数时，向相反方向移动。电路图如下：2.整形电路设计：由与门、非门、或门构成。因74LS193是可逆计数器，控制加减的CP脉冲到达DNUP，此时当电路要求进行加法计数时，减法输入端CPD必须接高电平；进行减法计数时，加法输入端CP也必须接高电平，若直U接由A、B键产生的脉冲加到DNUP，就有很多时机在进行计数输入时另比赛不能正常进行。加一整形电路，使二键出来的脉冲经整形后变具体分析：假设在某一瞬间：1、A=1，B=0，A反向后为0，此时经过与门后输出为0，进行减法计算（即为B输入有效）2、A=0，B=1，A反向后为1，此时经过与门后输出为1，进行加法计算（即为A输入有效）起到了A、B输入时可以分别对应输入1,0电路图如下图所示：Word资料.3.译码电路：由两个2-4译码器构成3-8线译码器。译码器的低位输出Z～Z高0位输出Z～Z04高位Q3输出到第九位指示灯。比赛准备，给加减计数器置数为0100，即为第五个灯亮（实际为中行加法计数时，亮点向右移，进行减法计数时，亮点向左移。电路图如下图所示：Word资料.4.控制电路：由与门构成，其作用是指示出谁胜谁负。当亮点移到任何一方的终端时，判该方为胜，此时双方的按键均宣告无效。将双方终端指示灯接到加法计数器上实现胜利次数计数。当任何一方胜利时均为0从而经过三与门判断有一方胜利了产生锁定信号，阻止选手的信号脉冲进入LD加减计数器，使计数器对脉冲不起作用。电路图如下图所示：5.胜负显示：由计数器和译码器的两位输出端构成。将双方终端指示灯正极输出后分别接到2个十进制加法计数器的cp到实验箱中的两组译码显示器的插孔上。当一方取胜时，该方终端指示灯发亮，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1位数不够，则进行2位数的级连。电路图如下：Word资料.6.复位控制：74LS193的置位端LD的计数器置位端，作为一个开关控制，进行多次比赛而需要的复位倒计时操作，使亮点返回中心点，并开始进行倒计时。两个负责计分的四位计数器的清零端RD显示器的复位来控制胜负计数器使其重新计数。复位按钮的功能表下表所示：输入7.脉冲分频器：起到对输入的100KHz1s电路如图所下图所示。元器件的使用及其引角图：3．1元器件的选用：三、加减计数器CDUD41片Word资料.同步十进制加法计数器同步十进制减法计数器2片1片74LS0074LS0874LS86脉冲四2输入与非门3片四2输入与门1片1片4个若干9个3个2个1个四2输入异或门导线LED输入脉冲蜂鸣器电路仿真结果：四、当A选手按的时候发现灯的确往左移了Word资料.当B选手按的时候发现灯的确往右移了这是A、B计数的显示器仿真；Word资料.这是倒计时模块的仿真，LOCK端可以锁定AB脉冲的输入总结五、4．1实验评价：本课题所设计的拔河游戏机主体大概是由15个电平指示灯组成“电子绳”，由可逆计数器74LS193构成编码电路，由译码器CC4514构成译码器电路，由计数器CC4518作为胜负的显示。但不难想象，73LS193可以由两片的74LS192组成16进制计数器所代替，这一点是可以改进的。还有后思考。4．2心得体会：课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.Word资料.回顾起此次拔河游戏机课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，从仿真到下载到ISP,在这一个多星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的很多的不足，自己知识的很多漏洞，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说触发器的运用还是不怎么熟识，对73LS193计数器的逻辑功能还是不怎么了解,对于竞争冒险的情况没有加以重视……看到了自己基础知识还是不够扎实，实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还待急需提高。通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。在这个过程中，也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。在和同学们的共同激烈讨论中我记住了很多IC的功能表，在帮助别人解决问题的时候我也学会了如何更加节约