数字电路课程设计-拔河游戏机

数字电子技术课程设计工程：拔河游戏机姓名：李磊专业：网络工程班级：092学号：18870902112011.06目录设计任务及要求……………21.1设计目的……………21.2实验器材……………21.3实验原理……………2设计总框图……………………3实验局部器材示意图……3功能模块设计…………………44.1编码路………………44.2整形电路……………44.3译码电路……………64.4计数电路……………64.5胜负显示电路………74.6复位电路……………7总原理图………9课程设计总结………………13实验心得………13数字电子技术课程设计设计任务及要求1.1设计目的掌握四数计数器CC4518，CC40193的原理及使用，显示电路原理。熟悉与与门、与非门、异或门的使用。掌握实验电路的工作原理。培养独立分析故障及排除故障的能力。1.2实验器材直流电源译码显示器逻辑电平开关CC45144线—16线译码器CC4518双同步十进制计数器74LS193同步二进制可逆计数器74LS00四2输入与非门74LS08四2输入与门74LS86四2输入异或门电阻1千欧×41.3实验原理给定实验设备和主要原件器材，按照电路的各局部组成合成一个完整的拔河游戏机。拔河游戏机需要使用15个〔或9个〕发光的二极管排列成一行，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、不断按动产生脉冲，谁按得快亮点向谁的方向移动，每按一次亮点移动一次。移动到任意一方的终端二极管点亮，这一方就取得了胜利。此时双方的按键均不起作用，输出保持，只有经复位后才使亮点恢复到中心线。显示器显示胜者的盘数。设计总体框图实验局部器件示意图1、74LS00的引脚图。2、74LS02的引脚图。74LS074LS021234567141312111098VCC4B4A4Y3B3A3Y1A1B1Y2A2B2YGND74LS001234567141312111098VCC4B4A4Y3B3A3Y1A1B1Y2A2B2YGND3、74LS08的引脚图。4、74LS193的引脚图。74LS19374LS19312345678161514131211109VCCD0CRBOCOLDD2D3D1Q1Q0CPDCPUQ2Q3GND74LS081234567141312111098VCC4B4A4Y3B3A3Y1A1B1Y2A2B2YGND5、4线－16线译码器CC4514的引脚图。CC4514CC451412345678VDDINHA3A2Y10Y11Y8Y9Y14Y15Y12Y13LEA0A1Y7Y6Y5Y4Y3Y1Y2Y0VSS16151413121110917181920212223246、CC4518的引脚图。CCC451812345678161514131211109VDD2RD2Q32Q22Q12Q02EN2CP1CP1EN1Q01Q11Q21Q31RDVSS功能模块设计4.1编码电路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。4.2整形电路由与门74LS08和与非门74LS00构成。因74LS193是可逆计数器，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，假设直接由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。4.3译码电路由4线－16线译码器CC4514构成。译码器的输出Y0～Y15中选出15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，Y0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。4.4计数电路由计数器74LS193N和译码显示器构成。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，假设1位数不够，那么进行2位数的级连。4.5胜负显示电路CC4518双四位异步BCD码加法计数器Cr：异步清零端〔复位端〕，高电平有效。CP，EN：计数器工作状态控制与时钟脉冲输入端。QD，QC，QB，QA：计数器四位数据输出端。4.6复位电路〔1〕将来关C置高，通过CC4518的清零端RD使数码管显示为0。在总电路中，使甲乙双方比赛之前，完成复位的作用。〔2〕将C置低，使CC4518进入计数功能，当通过开关A给左边的CC4518加脉冲时，经过它的计数功能，它所接的译码显示器开始显示数据，从0加到9。在总的电路中，CC4518的脉冲是通过乙方的最左端的发光二极管发光来给的，故当乙方最左端的二极管发光使，乙方的胜负显示器上便会加数，来说明乙方获胜。将C置低，使CC4518进入计数功能，当通过开关B给右边的CC4518加脉冲时，经过它的计数功能，它所接的译码显示器开始显示数据，从0加到9。在总的电路中，CC4518的脉冲是通过甲方的最右端的发光二极管发光来给的，故当甲方最右端的二极管发光使，甲方的胜负显示器上便会加数，来说说明甲方获胜。五、总原理图总原理图〔1〕将开关C、D先置高，即通过74LS193的清零端CR和CC4518的清零端RD使中心发光二极管发光和胜负显示器为0。〔2〕将开关C、D先置低，即使74LS193的清零端CR和CC4518的清零端RD为低，使74LS193和CC4518进入工作状态，此时甲乙双方分别快速按动键A、B，使74LS193计数器进行加减运算，可以看到发光二极管左右移动，上图中为甲方获胜的情形，下列图为乙方获胜的情形。甲乙双方的得分为1:1。六、课程设计总结拔河游戏机共有15个发光二级管，开机后只有中间一个发亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地，不断地按动以产生脉冲，谁按的快，亮点就向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次，移到任一方终端二极管发亮，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,用七段数码管显示胜者取胜的盘数。本实验通过设计多谐振荡器提供输入脉冲，用可逆计数器，译码器，将甲乙双方的输入转换为脉冲，再经过译码，显示译码器和七段数码管实现电路的记分功能。用开关设计的裁判可以实现电路的记分和清零功能。在设计中需要分步实现不同的功能，编码功能、整形功能等等，在不同功能设计中需要使用不同的元件，根据元件的物理属性来实现该功能。实验心得经历了两周时间来完成数字电子技术课程设计，由于在课程设计中涉及到了许多不熟悉的元件所