数电课程设计-拔河比赛综述

1、拔河游戏控制器 课程设计报告学院：信息科学与技术学院专业：电子信息工程年级：10级1班姓名：单玉明(2010508096)高波(2010508091)一： 设计任务分析 3二：拔河游戏控制器的总体方案 3三： 各单元电路的设计、工作原理、器件的选择及介绍33.1.各单元电路的设计332工作原理53.3 .设备及原器件介绍6四：心得体会7五：附录85.1整体电路图 85.2电路仿真图910六、参考文献设计任务分析1. 拔河游戏控制器是一种能容纳甲乙双方参赛游戏控制电路。由一排9个LED发光二极管表示拔河的“电子绳”。由甲乙双方通过按钮开关是发光的LED管向自己的一方的终点延伸，当延伸到一方的最后

2、一个LED管时，则该方获胜。并计下胜利的次数，每次比赛前都需要进行清零，并使按钮开关复位。2. “电子绳”由9个LED管构成，比赛开始时位于中间的 LED管发亮。甲乙 双方通过按键输入信号，用键盘上的 A,B键来模拟。当发亮的LED管从中 点移动到任意方的最后一个时比赛结束，电路自锁保持当前状态不变，除 非裁判要求复位，并对胜利的一方计数器自动加一。3. 计分电路用两位七段数码管对分别双方得分进行累计，在每次比赛结束时 电路自动加分。比赛结束后计数器清零。二.总体方案设计可逆计数器74LS193原始状态输出4位二进制数0000，经译码器输出使中间的一只发光二极管点亮。当按动 A、B两个按键时，

3、分别产生两个脉冲信号，经整形后分别加到可逆 计数器上，可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱动发光二极管点亮并产生位移，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。三.各单元电路的设计、工作原理、器件的选择及介绍1、各单元电路的设计(1) .编码电路的设计由双时钟二进制同步可逆计数器74LS193构成，它有2个输入端，4个输出端，能进行加/减计数。CPtc74LS193仪暮I CPL141431 3 6! 711*(2) 整形电路设计由与门74LS08和与非门74LS00构成。因74LS193是可逆计数

4、器，控制加减的CP脉冲分别加至5脚和4脚，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CPu也必须接高电平，若直接由A、B键产生的脉冲加到 5脚或4脚，就有很多时机在进行计数输入时另一计数输入端为低电平，使计数器不能计数，双方按键均失去作用，拔河比赛不能正常进行。加一整形电路，使A、B二键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲， 这就减少了进行某一计数时另一计数输入为低电平的可 能性，从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。（3）译码电路设计由两个4端-8线的74LS138构成4线-16线译码器。Yb* Yi5! U 1 1 I 1 IYo Yl

5、Y2 Yj Yj Y5 Y6 Y?74LS138(2)An Ai A空Si S2 SjI V VDo Di D2Dj图为两片74LS138级联成4-16线译码器由AO, A1,A2 , S1, S2, S3作为输入端，译码器的输出Yo丫仆中选9个接电平指示灯，电平指示灯的负端接地，而正端接译码器；这样，当输出为高电平时电平指示灯点亮。比赛准备，译码器输入为0000, Yo输出为1，中心处指示灯首先点亮，当编码器进行 加法计数时，亮点向右移，进行减法计数时，亮点向左移。（4）控制电路设计由异或门 74LS86 和与非门 74LS00 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，

6、判该方为胜， 此时双方的按键均宣告无效。 将双方终端指示灯的正接至异或 门的 2 个输入端，当获胜一方为“ 1”，而另一方则为“ 0”，异或门输出为“ 1”，经与非门产 生低电平“ 0”，再送到 74LS193 计数器的置数端 LD ，于是计数器停止计数，处于预置状 态，由于计数器数据端 A、B、C、D和输出Qa、Qb、Qc、Qd对应相连，输入也就是输出， 从而使计数器对脉冲不起作用。（ 5）胜负显示电路设计由计数器 74LS90D 和译码显示器构成。将双方终端指示灯正极经与非门输出后分别接到 2 个 74LS90D 计数器的 EN 端， 74LS90D 的两组 4 位 BCD 码分别接到实验

7、箱中的两组译 码显示器的 8、 4、 2、 1 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。（6）复位电路设计74LS193 的清零端 CR 接一个电平开关，作为一个开关控制，进行多次比赛而需要的复 位操作，使亮点返回中心点。74LS90D 的清零端 RD 也接一个电平开关， 作为胜负显示器的复位来控制胜负计数器使 其重新计数。2. 工作原理拔河游戏机用 9 个电平指示灯排列成一行，开机后只有中间一个点亮，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

8、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。移到任一方终端指示灯点亮，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。 最后，显示器显示胜者的 盘数。可逆计数器 74LS193 原始状态输出 4 位二进制数 0000，经译码器输出使中间的一只电 平指示灯点亮。当按动 A、 B 两个按键时，分别产生两个脉冲信号，经整形后分别加到可逆 计数器上， 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

9、始。将双方终端指示灯的正端分别经一个或门和一个与非门后接到2个十进制计数器74LS90D的使能端INA，当任一方取胜，该方终端指示灯点亮，产生1个下降沿使其对应的计数器计数。这样，计数器的输出即显示了胜者取胜的盘数。3.设备及原器件介绍（1）+5V直流电源 逻辑电平开关 电阻1K（4个）电阻200（ 9个）（2）74LS1933线-8线译码器（2片）（3）74LS90D 同步计数器 （2片）U1174LS90D引出端功能符号：INB、INA时钟输入端RO1 RO 2清零端QAQD十数器输出端R1R2十数器输出端（4）74LS193 同步二进制可逆计数器（1片）引出端功能符号(5) 74LS00

10、74LS0874LS86 OOWN DOWN/ UPBO、COADQAQD LOAD CLR2输入与非门2输入与门2输入异或门减/加输入端借位、进位输入端输出端预置数控制端清零端（9片）（2片）（1片）四收获、体会通过本次课程设计对数字电子技术有了更进一步的熟悉，实际操作和课本上的知识有很大联系，但高于课本，一个看似很简单的电路，要动手把它设计出来就比较困难了，要求我们在以后的学习中注意这一点，要把课本上所学到的知识和实际联系起来，同时通过本次电路的设计，不但巩固了所学知识，增强了学习的兴趣， 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。通过设计拔河游戏机控制电路，让我

11、对数字逻辑这门课有了更深刻的了解，对电子器件的认识也不再停留在字面上， 实现了从理论到实践的飞跃。 我了解到理论和实践是分不开的。 只懂理论不行，当你面对一堆元器件时，你会茫然不知所措； 可只懂实践也不行， 当别人问你为什么会这样，怎么样才算正确，如果你说凭感觉是不足以服人的。学习的目的就是去应用，只有实践才能将书本知识转化为实用的技能。五、电路仿真图5.1整体电路图T4L30DDUiCR2 WVCC74L0DIkO=U5Ao-r4l5G3DU3A741.0009TALSOfiD74LS0SDU1B741 &00DU3D74L500BJ74LS14 VCCCC|7iLSS6DU9I74L50W74L50QDaL印2羽LI痔L毎口粥LI疥L獅U狰CD HEMTTTTHTfJJTT74tOTW95.2仿真电路图ODWQDWQDOZQDOZQDWQDWQDOZQDWQDO?MOk vIS1W：504t*4 w I a古 I I O-it I I0 M MIt*inol45AS:QO伽 roooswO80SWAS8?n99Agr(MjlSlW30wih-1Zodosit/H-:脚U :llrZEven-MW呦oooswvmAS严：Zf：Loir pM-w-：ir： t:oir: oi?.99A$：/&3)A1A110CJ!一丄.-VC