西北工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)

西北工業(yè)大學(xué)-0-西北工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目:簡易拔河游戲機(jī)學(xué)院:動(dòng)力與能源學(xué)院班級:07031201學(xué)生:馬英博2012301728同組學(xué)生:王海強(qiáng)2012301735日期:2015年1月14日目錄課程設(shè)計(jì)目的

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4設(shè)計(jì)任務(wù)與要求????????????????????????

4方案設(shè)計(jì)????????????????????????5單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算

????????????????9電路的安裝與調(diào)試????????????

??????????16遇到問題的解決方法????????????????????

17結(jié)論與心得

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18題目：簡易拔河游戲機(jī)課程設(shè)計(jì)目的1)鞏固和加深所學(xué)電子技術(shù)課程的基本知識，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識的能力；2)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)課題需要選用參考書、查閱手冊、圖表和文獻(xiàn)資料的能力，提高學(xué)生獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力3)通過設(shè)計(jì)方案的分析比較、設(shè)計(jì)計(jì)算、元件選繹及電路安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)．初步掌握單實(shí)用電路的工程設(shè)計(jì)方法．4)提高學(xué)生的動(dòng)手能力．掌握常用儀器設(shè)備的正確使用方法，學(xué)會(huì)對簡單實(shí)用電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和對整機(jī)指標(biāo)的測試方法，5)了解與課題有關(guān)的電路以及元器件的工程技術(shù)規(guī)范，能按課程設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求編寫設(shè)計(jì)說明書，能正確反映設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成果，能正確繪制電路固等．設(shè)計(jì)任務(wù)與要求任務(wù)：設(shè)計(jì)可用于兩人進(jìn)行拔河游戲的電路設(shè)計(jì)要求：用排成一排的七個(gè)LED燈表示繩子用兩個(gè)按鍵，分別為參賽的兩名選手通過按動(dòng)按鍵的快慢表示選手拔河力量的大小任何一方得勝后立即封鎖按鍵，同時(shí)獲勝方勝利局?jǐn)?shù)記錄值加1，直到復(fù)位按鍵按下后方可繼續(xù)進(jìn)行下一局比賽可預(yù)置N局M勝制；顯示方式：2個(gè)一位十進(jìn)制數(shù)顯示。全場比賽結(jié)束后封鎖按鍵，然后LED燈移動(dòng)閃爍三、方案設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)思路：要用排成一排的七個(gè)LED燈代表繩子，則七個(gè)LED燈中要有一個(gè)與其他的六個(gè)不一樣，用點(diǎn)亮來表示該燈，則LED燈應(yīng)與74LS138三——八譯碼器的輸出相連。繩子移動(dòng)，即LED燈的移動(dòng)點(diǎn)亮問題，可以看出三——八譯碼器輸入接的是一個(gè)計(jì)數(shù)器。雙方拔河時(shí)，以按鍵的快慢來使燈的點(diǎn)亮左右移動(dòng)，可以看出一方的按鍵進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，一方的按鍵進(jìn)行減法計(jì)數(shù)。結(jié)束時(shí)，LED燈的閃爍，需要一個(gè)計(jì)數(shù)器接入74LS138的輸入端，計(jì)數(shù)器的cp信號有555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器提供。74LS138有兩路輸入信號，因此需要進(jìn)行選擇，所以還需要一個(gè)2選1數(shù)據(jù)選擇器來選擇究竟輸出哪一路信號。方案一：電路的主體部分，當(dāng)選手按鍵時(shí)，其中一個(gè)選手的按鍵進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，另一個(gè)選手的按鍵進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，七個(gè)LED燈分別接的74LS138的、、、、、、。兩個(gè)選手控制的計(jì)數(shù)器的輸出，與比賽結(jié)束后控制的計(jì)數(shù)器的輸出，通過2選1數(shù)據(jù)選擇器74LS157輸出到74LS138的數(shù)據(jù)輸入端口。74LS138的輸出端、通過非門之后分別連到用于控制記錄選手獲勝局?jǐn)?shù)的計(jì)數(shù)器74LS161的cp脈沖輸入端口。、再連到選手所控制的計(jì)數(shù)器的CT端，當(dāng)一局比賽結(jié)束之后，封鎖計(jì)數(shù)器，及封鎖選手按鍵，直到復(fù)位按鍵按下后方可進(jìn)行下一局比賽。進(jìn)行獲勝局?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)的兩個(gè)74LS161的輸出分別接到全加器74LS283的輸入端的A組端口、B組端口。74LS283的輸出端接比較器74LS85的其中一組輸入端口，與另一組輸入端口的輸入數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)兩組端口輸入相等時(shí)，當(dāng)他們之和為預(yù)制比賽局?jǐn)?shù)時(shí)，封鎖控制端口，同時(shí)選擇74LS157的另外一路輸入信號，即LED燈閃爍顯示。方案二：電路的主體部分，當(dāng)選手按鍵時(shí)，他們所控制的計(jì)數(shù)器都進(jìn)行加法計(jì)數(shù)，其中一個(gè)計(jì)數(shù)值的高三位直接接到74LS283全加器的一組輸入端口的低三位，高位接0，另一個(gè)計(jì)數(shù)值的高三位求反后接到74LS283全加器的另一組輸入端口的低三位，高位接1，進(jìn)位輸入端口接1。即用一個(gè)選手的計(jì)數(shù)值家另一個(gè)選手的計(jì)數(shù)值的補(bǔ)碼。七個(gè)LED燈分別接的是74LS138的、、、、、、通過非門之后的輸出。兩個(gè)選手控制的計(jì)數(shù)器的輸出，與比賽結(jié)束后控制的計(jì)數(shù)器的輸出，通過2選1數(shù)據(jù)選擇器74LS157輸出到74LS138的數(shù)據(jù)輸入端口。74LS138的輸出端、通過非門之后分別連到用于控制記錄選手獲勝局?jǐn)?shù)的計(jì)數(shù)器74LS161的cp脈沖輸入端口。、再連到選手所控制的計(jì)數(shù)器的CT端，當(dāng)一局比賽結(jié)束之后，封鎖計(jì)數(shù)器，及封鎖選手按鍵，直到復(fù)位按鍵按下后方可進(jìn)行下一局比賽。進(jìn)行獲勝局?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)的兩個(gè)74LS161的輸出分別接到兩個(gè)比較強(qiáng)74LS85的輸入端的其中一組端口，當(dāng)有一個(gè)選手的獲勝局?jǐn)?shù)與預(yù)置數(shù)相等時(shí)就停止比賽，封鎖輸入端口，LED燈閃爍顯示。分析：因?yàn)橐蠹茨苓M(jìn)行加法計(jì)數(shù)，用能進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí)，需要用到可逆計(jì)數(shù)器，考慮到這個(gè)電路比較復(fù)雜，同時(shí)又因?yàn)檫M(jìn)行N局M勝制的過程中，方案一中的全場比賽結(jié)束的控制電路要求就算其中一名選手已獲勝M(fèi)局還是必須打滿N局，才能結(jié)束比賽。而方案二中在比賽一方獲勝M(fèi)局之后就會(huì)結(jié)束所有比賽。經(jīng)過以上分析決定選擇方案二。電路主體部分的結(jié)構(gòu)示意圖：四、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算1）電路原理圖數(shù)據(jù)的比較當(dāng)A=2，B=1（相當(dāng)于7），則有A-B=1，用補(bǔ)碼表示=1當(dāng)A=2，B=2（相當(dāng)于6），則有A-B=0，用補(bǔ)碼表示=0當(dāng)A=2，B=3（相當(dāng)于5），則有A-B=-1，用補(bǔ)碼表示=7當(dāng)A=1，B=2（相當(dāng)于6），則有A-B=-1，用補(bǔ)碼表示=7當(dāng)A=2，B=2（相當(dāng)于6），則有A-B=0，用補(bǔ)碼表示=0當(dāng)A=3，B=2（相當(dāng)于6），則有A-B=1，用補(bǔ)碼表示=1ABAB求取2個(gè)數(shù)的差值時(shí)，只能使用補(bǔ)碼計(jì)算當(dāng)0010-0001=0010+（1111）補(bǔ)碼=0001當(dāng)0010-0010=0010+（1110）補(bǔ)碼=0000當(dāng)0010-0011=0010+（1101）補(bǔ)碼=1111當(dāng)0001-0010=0010+（1110）補(bǔ)碼=1111當(dāng)0010-0010=0010+（1110）補(bǔ)碼=0000當(dāng)0011-0010=0010+（1110）補(bǔ)碼=0001舍去最高位，得到所需結(jié)果，見電路比較、求差值、求補(bǔ)碼、譯碼和顯示電路如下：2）55定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器3）55構(gòu)成的用于消除抖動(dòng)的單穩(wěn)觸發(fā)器4）路的主體部分注意：開關(guān)A和B分別接的是單穩(wěn)觸發(fā)器。5）獲勝局?jǐn)?shù)計(jì)數(shù)及結(jié)束控制電路接74LS138的輸出端口接74LS138的輸出端口接74LS157的選擇端口接74LS138的輸出端口接74LS138的輸出端口接74LS157的選擇端口6)總體電路圖五、電路的安裝與調(diào)試首先領(lǐng)取電路所需的元器件，按照電路圖所示連接電路，我們采取的是分割之后，每個(gè)人連一半，連好之后進(jìn)行整體連接。當(dāng)我們連好之后，我們發(fā)現(xiàn)除了很大的問題。比想象中的差了好多。我們線檢查了電源，發(fā)現(xiàn)好多芯片的Vcc和GND都沒有連接，連上之后，雖然好了很多，但是還是不能正常完成功能，接下來我們進(jìn)行電路的分塊檢查。首先檢查數(shù)碼管的顯示問題，當(dāng)給它們對應(yīng)的數(shù)器接上cp脈沖的時(shí)候，他們都可以正常顯示。接下來檢查當(dāng)比賽結(jié)束時(shí)，用于封鎖電路的輸出是否正確，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)顯示不正確，仔細(xì)檢查了它的每個(gè)管腳之后，原來是有個(gè)銜接差了，改過之后連接正確了。然后就是檢查另一半電路的問題了，經(jīng)過連接cp脈沖的檢查發(fā)現(xiàn)拔河功能能夠正常實(shí)現(xiàn)。接下來就是整個(gè)電路的對接了，對接也沒有問題。但是在比賽結(jié)束后，LED燈全亮，沒有發(fā)生閃爍。然后，我們就檢查了555多諧振蕩器的輸出，發(fā)現(xiàn)它一直輸出的是高電平。接下來，就是檢查電路的整體功能的實(shí)現(xiàn)了，我們發(fā)現(xiàn)在拔河的比賽中，在全場比賽結(jié)束，即一方達(dá)到預(yù)置局?jǐn)?shù)時(shí)，因?yàn)橛袝r(shí)候反饋時(shí)間的快慢會(huì)讓計(jì)數(shù)器記一下數(shù)在鎖定。在后來的調(diào)試中，要么是小燈不按照拔河按鈕經(jīng)行跳動(dòng)，要么就是不閃爍，電路總體呈現(xiàn)出十分不穩(wěn)定的狀態(tài)，多次檢查任然沒有徹底解決問題。經(jīng)過商量，我們都同意重連，每連一個(gè)元件檢查一段電路，通過加電容的方法，我們獲得了基本穩(wěn)定的CP信號，小燈能正常工作。當(dāng)我們把兩部分再次組裝上時(shí)，問題有很多。什么電路接線不穩(wěn)定啊，數(shù)碼管壞了啊，不過進(jìn)過一天的調(diào)試，把問題都找到啦，最終正常拔河。除了線路有點(diǎn)亂一切都好。六、遇到問題的解決方法在實(shí)際實(shí)驗(yàn)的過程中，我們發(fā)現(xiàn)和仿真還是有些區(qū)別的，首先，仿真反應(yīng)時(shí)間比較慢，所有在電路的周期控制上需要改變，要適當(dāng)加大一些電阻、電容的值。而且試驗(yàn)中不像在電腦山仿真那樣的精確，經(jīng)常是已經(jīng)連好的線路圖，就是簡簡單單的碰了幾下就又變得不行了，有事要好久的時(shí)間來檢查，在實(shí)驗(yàn)過程中一定要輕拿輕放，做到膽大心細(xì)，只有這樣才有可能把實(shí)驗(yàn)做好結(jié)論與心得在實(shí)驗(yàn)大樓兩周的在設(shè)計(jì)過程中，熱情一直很高漲。本來選的是第三個(gè)題目，但是一點(diǎn)兒思路也沒有，電路圖遲遲設(shè)計(jì)不出來，所以最后換成了第二個(gè)拔河比賽。其實(shí)做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，但是在實(shí)際操作中經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。我覺得在這次課程設(shè)計(jì)過程中，收獲最大的就是了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識。比如一些芯片的功能，平時(shí)