乒乓球比赛课程设计

1、设计内容与设计要求1.1设计内容独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计，采用EW电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。课程设计具体内容如下：乒乓球比赛是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游戏（也可以不用裁判），乒乓球比赛模拟机是用发光二极管（LED模拟乒乓球运动轨迹的电子游戏机。自己的按扭使“球”转向，即表示启动球拍击中，若行动迟缓或超前，表示未击中或违规，则对方得一分。乒乓球比赛模拟机框图（3）设计自动记分电路，甲乙双方各用一位数码管显示得分，每记满9分为一局二方案设计与论证2.1方案设计根据设计任务，对照图乒乓球比赛模拟及1.1,可以分为

2、三个模块进行设计：1.球台电路：球迹移动电路可采用双向移位寄存器方法实现，由发光二极管作光点模拟乒乓球移动的轨迹。2 .驱动控制电路：由双D触发器及逻辑门电路构成，通过此电路来控制并且实现球台灯的左右移位即实现乒乓球的运动。3 .计分电路：使用十进制的计数器、逻辑门和集成的4管脚的数码管来组成计分电路通过多次设计、画图及仿真实验，我们发现方案电路最简洁，原理简单易懂,操作也很方便，且实用性较强。故采用此方案进行设计。2.2 分析系统的逻辑功能，画出其框图如下图2.1蝇ED瞰码管如上图2.1源、1按键口制电路，计数器,LED途中标出的各种信号白0b防、LED数码管:求台驱动12M乖动的信号；L表

3、刁/E求僦陶为胸赳计数器的时钟向器码器S表示灯(5码脩1 发光二极管动信号，由由 CNT17L1L8组成；CNT表示计数器的计!走示开关控制的外输入发球、击球信3.1球台电路的设计计数器1计数器22.3 总体思路描述如下(1)用两个74LS194四位双向移位寄存器来模拟乒乓球台，其中第一个74LS194的DL输出端QD®第二个的右移用行输入端SR,这样当乒乓球往右准备移出第一个寄存器的时候就会在时钟脉冲的作用下被移入第二个寄存器。同样道理，第二个74LS194的AR输出端接第一个的左移用行输入端。(2)用双D触发器74LS74及逻辑门电路构成驱动控制电路。(3)用十进制计数器74LS

4、160D逻辑门电品&和集成的4管脚的数码管组成计分电路。三单元电路设计L474LS194DQQQQU1OL6Q Q QQU2 74LS194DL5L6L7L8A B CDABCD S R S SKICRIC-5 67|2VCC1 CLK一 S0-S1GNDS09|1S-GNDJ2口J3-图2球台电路上图中，两片4位74LS194双向移位寄存器接成8位双向移位寄存器。74LS194功能表如表1所示:表174LS194功能表DSiSo工作状态0XX置令100保持101右移110左移111并行输入功能说明:当S1=S0=1时，不管各输入端原来是什么状态，在下一个时脉冲到来时,其输出分别是预先

5、输入到并行输入端的abcd,这种方式叫送数。(2)当S1=0,S0=1时，其工作方式叫右移，这时，每来一个时钟脉冲，输出端的数各向右移一位，而QA端的输出则由加到R端的数来补充。(3)当S1=1,S0=0时，其工作方式叫左移，情况正好与右移相反；QD端的输出由加到L端的数来补充。3.2 驱动控制电路的设计驱动控制电路设计如下图3所示S1S1S0oS0VCCU3Q Q U3/RIC1RIC1R -P 74LS74DDCQ Q R - P 74LS74DDCJ1口J3图3驱动控制电路图中74LS74为上升沿触发的D触发器，PR为置1端（低有效），CLR为置0端（低有效）。当J1=0时，两片D触发器

6、输出端均为1即S1=S0=1通过接入74LS194,此时实现的是并彳输入功能。当J1=1时，L1=J2=1,J3=L8=0，通过各门电路可知U2A,U4A,U2B俞出端分别为0,1,1,则D触发器输出端分别为0,1即S1=0,S0=1。相反情况时，当J1=1时，L1=J2=0,J3=L8=1,D触发器输出端分别为1,0即S1=1,S0=Oo通过此电路来控制并且实现球台灯的左右移位即实现乒乓球的运动。3.3 计分电路的设计计分电路的设计如下图4所示:VCCGNDL1口L1J2J2U10A->7404NPlayerAQQQQO74LS160DABCDNDCDHEXX102.5V2718U12

7、A67409N图4计分电路KIC珅2VCCCLKCLK如上图所示，计分电路由一个7404非门，7409与门和十进制的74LS160计数器构成得分真值表二如下表二所小:由上表门的接法L1J2(A)L8J3Y(A)Y(B)100001001010表2得分真值表可得上图中非门和与同步十进制计数器74LS160的功能表如下表三所示:表374LS160的功能表LDEPET工作状态10XXWBX1101保持X11X0保持（但C=0）1111计数由74LS160的功能表可知，当RD=LD=EP=ET=1工作状态为计数，即图4中的CLR=LOAD=ENT=ENP=1时。选用ENPENT作为74LS160的计数

8、控制端，当ENT-ENP=时计数,当ENT=ENP=0计分电路处于保持状态。RCQJ进位输出端，即当选手计满9分时给出报警信号。四总体电路设计就可以得到总体设计通过前面的单元电路的设计，将他们合理的组合连接起来,电路图，其图如下图五所示：L1 L2 L3 L4。2。G V2。2.5 VL5oL6 L72.L8VQV 2.5 V145161"1718PlayerB96DCD_HEXVCCQQQQU174LS194DABCD S R S S33Rle1'-131X9oV11kHz5 VQQQQU2 74LS194DAB CD SR SS32CRe*1VCC12VPlayerAVC

9、CGND13DCD_HEXX10oQQCQ OR U774LS160Dd。A R K NN oc C ABCD E E C4£)34J32222,Key = SpaceU4A7400NGNDU11A7409N26U9AU6AITO7409NU3Q QRP 74LS74DD CQ Q R 74LS74DD C102.5 VQQQQU82925U5A7432NU4B7400N2874LS160D d oar k NN oc CABCD E E C9135_3 U6Bk 一7409NJ22 Key = BU10A-D>7404NU12A口30 7409N7404N-GND图五总体电路

10、五结果分析在进行仿真运行的过程中，先将开关PlayC往上打，即打到“1”的位置。然后选着发球方A或B,若A先发球，就将开关PlayA往上打，即打到“1”的位置。球将会向右移动，当点亮的球移动到B方的最后一位时，将B的开关往下打，B就会得一分，反之，若行动迟缓或超前，表示未击中或违规，则对方得一分。若B先发球，也是一样的操作。当一方得分满9分时，RCO等会给出报警信号,即灯亮，表一局完，数码管将从新计数。六课程设计小结通过此次课程设计，我了解了模拟电路的基本设计方法,并对Multisim仿真软件有了初步的了解和认而识。通过使用Multisim仿真软件，可以让我们在虚拟的环境中进行实验，可以先通过

11、它来检验电路的正确性和可行性，而不需要真实电路环境的介入，不必顾及仪器设备的短缺与时间环境的限制，能够极大的提高实验的效率。虽然这次的数电课程设计时间短暂，但却让我得到了多方面的提高：1、提高了我们的逻辑思维能力，使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步。加深了我们对组合逻辑电路与时序逻辑电路的认识，进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。另外，我们还更加充分的认识到，数字电路这门课程在科学发展中的至关重要性。2、查阅参考书的独立思考的能力以及培养非常重要，我们在设计电路时，遇到很多不理解的东西，有的我们通过查阅参考书弄明白，有的通过网络查到，但由于时间和资料有限我们更多的还是独立思考。还使

12、我懂得了理论与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，才能真正为社会服务，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了不少棘手的问题，可谓是困难重重。但这毕竟第一次做，难免会遇到过各种各样的问题，我们必须要学着自己去找资料、去理解、去解决问题，加强我们独立思考的能力。同时在设计的过程中。我发现了许多自己的不足之处，认识的自己对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，没有在日常生活中将理论与实际相结合起来,以后要多加努力才行啊!附录A仿真结果图仿真结果图如下图六所示:BC DQQ QOR74LS160DBCD NEA图六仿真图45GND67A B C DOQ Q Q QR74LS160DA B C D EErlcrlc "R(