電子技術(shù)課程設(shè)計 拔河游戲

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1、 電子技術(shù)課程設(shè)計 -----拔河游戲機 學(xué)院： 專業(yè)、班級： 姓名： 同組者： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 目 錄 一、設(shè)計任務(wù)與要求………………………………………………………………….2 二、總體框圖……………………………………………………………………………2 三、選擇器件……………………………………………………………………..….....3

2、 1、器件清單…………………………………………………………………...3 2、器件說明…………………………………………………………………..3 四、功能模塊………………………………………………………………………….…7 1、部分模塊實現(xiàn)………………………………………………………………8 2、控制電路……………………………………………………………………9 3、勝負顯示……………………………………………………………………9 4、復(fù)位……………………………………………………………………...….10 五、總體設(shè)計路圖…………………

3、…………………………………………………11 六、實驗總結(jié)……………………………………………………………………………13 拔河游戲機 一、 設(shè)計任務(wù)與要求 拔河游戲機用9個電平指示燈排列成一行，開機后只有中間一個點亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個按鍵，迅速地、不斷地按動產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點向誰方向移動，每按一次，亮點移動一次。移到任一方終端指示燈點亮，這一方就得勝，此時雙方按鍵均無作用，輸出保持，只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點恢復(fù)到中心線。最后，顯示器顯示勝者的盤數(shù)。 二

4、、 總體框圖 按鍵 A、B 整形電路 選擇開關(guān) 可逆計數(shù)器 譯碼器 取勝計數(shù)器 取勝顯示 控制電路 中心線顯示 復(fù)位 圖1、原理圖 首先由防抖動開關(guān)將輸入脈沖送往整形電路里，經(jīng)整型電路，使脈沖變寬并且延時后經(jīng)選擇開關(guān)送往可逆計數(shù)器上，并進行加減計數(shù)，使輸出信號接到4線—16線譯碼器CC4514上。通過與非門組成的控制電路將信號控制，并送到譯碼器上，從而在計數(shù)器上顯示出勝負，勝為高電平“1”，負為低電平“0”。 我們組由兩個人組成，共同完成此次設(shè)計。我負責原理圖上控制電路、取勝計數(shù)器、復(fù)位模塊三部分。首先控制電路由74

5、LS00與非門、74LS86異或門構(gòu)成，譯碼器由CC4514器件充當，譯碼器輸出接9個發(fā)光二極管，其中中間一個發(fā)光二極管作為中心線顯示，當游戲準備階段時，中心線上的發(fā)光二極管發(fā)亮，其他的不發(fā)亮。當完成一次比賽時會在計數(shù)器上記下勝的一方的次數(shù)。計數(shù)器由CC4518器件組成，當要重新開始比賽時，按下復(fù)位開關(guān)將所有取勝次數(shù)清零，并重新開始計數(shù)。復(fù)位是在可逆計數(shù)器74LS193上實現(xiàn)，最后在取勝顯示器上顯示出具體數(shù)字。 三、 選擇器件 〈1〉、器件清單 1.數(shù)字電路實驗箱 1臺 2.數(shù)字萬用表

6、 1塊 3.雙蹤示波器 1臺 4.器件：CC4514 4線—16線譯碼器 1片 CC4518 雙同步十進制計數(shù)器 1片 74LS193 同步二進制可逆計數(shù)器 1片 74LS00 四2輸入與非門 3片 74LS08 四2輸入與門 1片 74LS86 四2輸入異或門

7、 1片 電阻： 1KΩ 4個 〈2〉、器件說明 本設(shè)計中所用器件說明 型號 名稱 主要功能 CC4514 4線—16線譯碼器 有地址鎖存 CC4518 雙同步十進制計數(shù)器 計數(shù) 74LS193 同步二進制可逆計數(shù)器 加／減計數(shù) 74LS00 四2輸入與非門 邏輯功能 74LS08 四2輸入與門 邏輯功能 74LS86 四2輸入異或門 Y=A⊕B 下邊就我用到的器件功能、管腳圖一一介紹以下。

8、首先我用到CC4518雙同步十進制計數(shù)器；74LS193同步二進制可逆計數(shù)器; 74LS00四2輸入與非門; 74LS08四2輸入與門; 74LS86四2輸入異或門; 74ls00?是常用的2輸入四與非門集成電路，作用就是實現(xiàn)一個與非門。 74LS08和74LS00的管腳圖和真值表如圖3、4 Vcc??4B??4A??4Y??3B??3A??3Y ???????? ┌┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴┐ ???? __??│14??13??12??11??10?? 9?? 8│ Y = AB?? ）???????????????????????? │????2輸入四正與非門 74L

9、S00 ???????? │ 1?? 2?? 3?? 4?? 5?? 6?? 7│ ???????? └┬—┬—┬—┬—┬—┬—┬┘ ?????????? 1A??1B??1Y??2A??2B??2Y??GND 74LS00引腳圖 74LS00真值表： A B Y A＝1 B=1 Y=0 A＝0 B=1 Y=1 A＝1 B=0 Y=1 A＝0 B=0 Y=1 Vcc??4B??4A??4Y??3B??3A??3Y ???????? ┌┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴┐ ???? __??│

10、14??13??12??11??10?? 9?? 8│ Y = AB?? ）???????????????????????? │????2輸入四正與非門 74LS00 ???????? │ 1?? 2?? 3?? 4?? 5?? 6?? 7│ ???????? └┬—┬—┬—┬—┬—┬—┬┘ ?????????? 1A??1B??1Y??2A??2B??2Y??GND 74LS08引腳圖 74LS08真值表： A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 74ls86管腳圖及真

11、值表如下: 74LS86管腳圖 Vcc 4B 4A 4Y 3Y 3B 3A ┌┴—┴—┴—┴—┴—┴—┴┐ │14 13 12 11 10 9 8│ ） │ _ _ │ 1 2 3 4 5 6 7│ Y=AB+AB └┬—┬—┬—┬—┬—┬—┬┘ 1A 1B 1Y 2Y 2A 2B GND 74ls86真值表 A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 由于在實驗室沒有C

12、C4514譯碼器，由于設(shè)計的需要，我們經(jīng)查閱資料，用74LS138譯碼器代替CC4514，所以將九個發(fā)光二極管改變?yōu)槠邆€，功能沒有改變，下邊將兩個器件管腳圖對比一下 74LS138管腳圖 74LS138真值表 CC4515管腳圖 CC4518管腳圖 CC4518雙十進制計數(shù)器引腳排列如圖 1CP、2CP—時鐘輸入端 1R、2R—清除端 1EN、2EN—計數(shù)允許控制端 CC4518

13、功能表下表 輸 入 輸出功能 時鐘 CP 清零 RD 使能 EN × 1 × 全部為0 ↑ 0 1 加計數(shù) 0 0 ↓ ↓ 0 × 保持 × 0 ↑ ↑ 0 0 1 0 ↓ 四、功能模塊 可逆計數(shù)器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進制數(shù)0000，經(jīng)譯碼器輸出使中間的一只電平指示燈點亮。當按動A、B兩個按鍵時，分別產(chǎn)生兩個脈沖信號，經(jīng)整形后分別加到可逆計數(shù)器上，可逆計數(shù)器輸出的代碼經(jīng)譯碼器譯碼后驅(qū)動電平指示燈點亮并產(chǎn)生位移，當亮點移到任何一方終端后，由于控制電路的作用，使這一狀態(tài)被鎖定，而對輸入脈沖不起作用。如按

14、動復(fù)位鍵，亮點又回到中點位置，比賽又可重新開始。 將雙方終端指示燈的正端分別經(jīng)兩個與非門后接到2個十進制計數(shù)器CC4518的使能端EN，當任一方取勝，該方終端指示燈點亮，產(chǎn)生1個下降沿使其對應(yīng)的計數(shù)器計數(shù)。這樣，計數(shù)器的輸出即顯示了勝者取勝的盤數(shù)。 1、 部分模塊實現(xiàn) 首先由與門74LS08和與非門74LS00構(gòu)成整型電路，用四個74LS00與非門組成兩個防抖動開關(guān)A,B.使輸出脈沖接到74LS193可逆計數(shù)器上，它有兩個輸入端，四個輸出端，使輸入脈沖進行加減計數(shù)。由于電路實驗室沒有可逆計時器74LS193，經(jīng)我們分析討論，用74LS192代替74LS193可逆計數(shù)器。能使電路正

15、常工作。。加一整形電路，使A、B二鍵出來的脈沖經(jīng)整形后變?yōu)橐粋€占空比很大的脈沖，這就減少了進行某一計數(shù)時另一計數(shù)輸入為低電平的可能性，從而使每按一次鍵都有可能進行有效的計數(shù)。 可逆計數(shù)器輸出的信號接到4線—16線譯碼器CC4514上，從而使輸出Y0～Y15中選9個接到電平指示器上。準備階段時Y0為亮點，其他不亮，當開關(guān)A關(guān)上時，亮點逐漸向右移動，當開關(guān)B關(guān)上時，亮點向左移動，比賽開始時，看A，B開關(guān)哪個先關(guān)上，最后顯示那方為勝。 由于實驗室沒有CC4515譯碼器，經(jīng)我們多次試驗并在 老師指導(dǎo)下，在連電路圖時，用CC138譯碼器代替。由七個輸出端代替九個，并實現(xiàn)了結(jié)果。如下圖

16、 　　　　　　　 圖2，部分功能模塊 2.控制電路： 由異或門74LS86和與非門74LS00構(gòu)成，其作用是指示出誰勝誰負。當亮點移到任何一方的終端時，判該方為勝，此時雙方的按鍵均宣告無效。假如當亮在最右端時，圖中Y7為低電平，Y9為高電平。將雙方終端指示燈的正接至異或門的2個輸入端，當獲勝一方為“1”，而另一方則為“0”，異或門輸出為“1”，經(jīng)與非門產(chǎn)生低電平“0”，再送到74LS193計數(shù)器的置數(shù)端 ，LD為低電平有效，于是計數(shù)器停止計數(shù)，處于預(yù)置狀態(tài)，由于計數(shù)器數(shù)據(jù)端D0、D1、D2、D3和輸出Q0、Q1、Q2、Q3對

17、應(yīng)相連，輸入也就是輸出，從而使計數(shù)器對脈沖不起作。當Y7為亮點時Y9不亮?xí)r，Y7為高電平，Y9為低電平，經(jīng)異或門74LS86時，輸出為高電平1，再經(jīng)74LS00與非門后，輸出為低電平0.進入74LS193，低電平有效。實現(xiàn)控制電路作用。 在控制電路模塊中，出現(xiàn)了不少問題，在仿真時由于電路部分連接有問題，一開始當亮點移到勝者一方時控制電路不起作用，亮點自動跳到另一方上：在反復(fù)試驗中，有部分電路連接錯誤，由于實驗室沒有CC4514譯碼器，用74LS138代替，管腳連接控制部分時出現(xiàn)錯誤導(dǎo)致了失敗。在我們的細心查找下，和老師的指導(dǎo)下，我們終于發(fā)現(xiàn)了錯誤之處，并改正。經(jīng)調(diào)整，仿真成功?？刂撇糠制鸬筋A(yù)

18、想目的。在這塊電路連接中充分在證明在連接電路時必須認真細心地搞清楚器件管腳分布。如下圖： 。 3.勝負顯示： 勝負顯示是此次設(shè)計中最能表示實驗成功與否的關(guān)鍵。由計數(shù)器CC4518和譯碼顯示器構(gòu)成，能使人一目了然地看清實驗結(jié)果，將雙方終端指示燈正極經(jīng)與非門輸出后分別接到2個CC4518計數(shù)器的EN端，CC4518的兩組4位BCD碼分別接到實驗箱中的兩組譯碼顯示器的8、4、2、1插孔上。當一方取勝時，該方終端指示燈發(fā)亮，產(chǎn)生一個上升沿，使相應(yīng)的計數(shù)器進行加一計數(shù)，于是就得到了雙方取勝次數(shù)的顯示，若1位數(shù)不夠，則進行2位數(shù)的級連。當實驗準備階段時，譯碼器的顯示數(shù)為零

19、，當一次比賽結(jié)束時，在相應(yīng)勝的一方會加1，假如A、B雙方比賽，如定位3局2勝制，若A勝2局，即在A方的一邊，譯碼器上會顯示2，使人清楚地知道比賽勝負的結(jié)果。 下圖是顯示勝負的仿真圖，當亮點向左右每移動一次，也就是 每局的勝負，在計數(shù)器上就有顯示，下圖是左邊勝7局，右邊勝4局的顯示。 4.復(fù)位： 復(fù)位模塊在此電路上功能雖小，但作用甚大，如果將此電路比作一個人的話，然而復(fù)位部分即為人的大腦。它在電路中控制每次開賽的清零作用。74LS193的清零端CR接一個電平開關(guān)，作為一個開關(guān)控制，進行多次比賽而需要的復(fù)位操作，使亮點返回中心點。每次重新開賽時都會用到它。 仿真圖如

20、下： CC4518的清零端RD也接一個電平開關(guān)，作為勝負顯示器的復(fù)位來控制勝負計數(shù)器使其重新計數(shù)。當一次勝負表現(xiàn)時，要進行下一局時亮點一直保持在勝者一方，只有將CC4518的清零端RD，開關(guān)摁一下，亮點會自動跳到中心線上，為下一局做好準備。 每塊模塊都有各自獨特的作用。了解每個器件的工作原理和特性時仿真和連線的必要前提。 通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到

21、問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 四、總體設(shè)計電路圖 拔河游戲機用9個電平指示燈排列成一行，開機后只有中間一個點亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個按鍵，迅速地、不斷地按動產(chǎn)生脈沖，誰按得快，亮點向誰方向移動，每按一次，亮點移動一次。移到任一方終端指示燈點亮，這一方就得勝，此時雙方按鍵均無作用，輸出保持，只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點恢復(fù)到中心線。最后，顯示器顯示勝者的盤數(shù)。 可逆計數(shù)器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進制數(shù)0000，經(jīng)譯碼器輸出使

22、中間的一只電平指示燈點亮。當按動A、B兩個按鍵時，分別產(chǎn)生兩個脈沖信號，經(jīng)整形后分別加到可逆計數(shù)器上，可逆計數(shù)器輸出的代碼經(jīng)譯碼器譯碼后驅(qū)動電平指示燈點亮并產(chǎn)生位移，當亮點移到任何一方終端后，由于控制電路的作用，使這一狀態(tài)被鎖定，而對輸入脈沖不起作用。如按動復(fù)位鍵，亮點又回到中點位置，比賽又可重新開始。 將雙方終端指示燈的正端分別經(jīng)兩個與非門后接到2個十進制計數(shù)器CC4518的使能端EN，當任一方取勝，該方終端指示燈點亮，產(chǎn)生1個下降沿使其對應(yīng)的計數(shù)器計數(shù)。這樣，計數(shù)器的輸出即顯示了勝者取勝的盤數(shù)。 六、實驗總結(jié) 第一，由于方案選擇中在仿真時沒有74LS193器件，74LS1

23、93的功能與74LS192的功能一致，所以用74LS192代替74LS193并進行仿真，在第一次仿真中，由于整形電路的那塊中，使用74LS08與門和74LS00與非門，由于脈沖當輸入與門中，與非門中經(jīng)理論分析不用74LS08與門對電路沒有影響和74LS00連接變?yōu)?4LS04與非門，理論成立。但是在仿真過程中發(fā)光二極管上的亮點變化不明顯，當加上74LS08器件時能在仿真中清晰地看清亮點的左右移動。說明74LS08在電路中起到延遲脈沖的作用，因此不可忽視。 第二，由于器件的替換，使得在連接電路圖時遇到了不少麻煩，電路的原理沒有改變，但是結(jié)果不同。用74LS138代替CC4514譯碼器，使得輸出

24、時由YO至Y9變?yōu)閅0至Y7，電路器件多，難免在電路的連接過程中信號受到干擾。所以在實驗中證明了一切。 第三，對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實習(xí)必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶！ 第四，通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 總之，通過這次課程設(shè)計，在老師的認真知道下，使我從構(gòu)思原理到器件選擇，到功能仿真，再到連接電路圖一步步走來。為期三個星期的課程設(shè)計使我們收獲甚多，在實踐過程中，發(fā)現(xiàn)了不少問題，反思了在課堂上認真聽見的必要性。通過一個個問題的出現(xiàn)，一個個問題的解決，最終使這次設(shè)計圓滿成功。我也第一次獲得了成功的喜悅。 非常感謝老師的耐心知道，也感謝學(xué)校給我們這次實踐的機會。 13