數(shù)字電路課程設(shè)計-拔河游戲機(jī)

數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計工程：拔河游戲機(jī)姓名：李磊專業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程班級：092學(xué)號：18870902112011.06目錄設(shè)計任務(wù)及要求……………21.1設(shè)計目的……………21.2實驗器材……………21.3實驗原理……………2設(shè)計總框圖……………………3實驗局部器材示意圖……3功能模塊設(shè)計…………………44.1編碼路………………44.2整形電路……………44.3譯碼電路……………64.4計數(shù)電路……………64.5勝負(fù)顯示電路………74.6復(fù)位電路……………7總原理圖………9課程設(shè)計總結(jié)………………13實驗心得………13數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計設(shè)計任務(wù)及要求1.1設(shè)計目的掌握四數(shù)計數(shù)器CC4518，CC40193的原理及使用，顯示電路原理。熟悉與與門、與非門、異或門的使用。掌握實驗電路的工作原理。培養(yǎng)獨立分析故障及排除故障的能力。1.2實驗器材直流電源譯碼顯示器邏輯電平開關(guān)CC45144線—16線譯碼器CC4518雙同步十進(jìn)制計數(shù)器74LS193同步二進(jìn)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輸入異或門電阻1千歐×41.3實驗原理給定實驗設(shè)備和主要原件器材，按照電路的各局部組成合成一個完整的拔河游戲機(jī)。拔河游戲機(jī)需要使用15個〔或9個〕發(fā)光的二極管排列成一行，開機(jī)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、不斷按動產(chǎn)生脈沖，誰按得快亮點向誰的方向移動，每按一次亮點移動一次。移動到任意一方的終端二極管點亮，這一方就取得了勝利。此時雙方的按鍵均不起作用，輸出保持，只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點恢復(fù)到中心線。顯示器顯示勝者的盤數(shù)。設(shè)計總體框圖實驗局部器件示意圖1、74LS00的引腳圖。2、74LS02的引腳圖。74LS074LS021234567141312111098VCC4B4A4Y3B3A3Y1A1B1Y2A2B2YGND74LS001234567141312111098VCC4B4A4Y3B3A3Y1A1B1Y2A2B2YGND3、74LS08的引腳圖。4、74LS193的引腳圖。74LS19374LS19312345678161514131211109VCCD0CRBOCOLDD2D3D1Q1Q0CPDCPUQ2Q3GND74LS081234567141312111098VCC4B4A4Y3B3A3Y1A1B1Y2A2B2YGND5、4線－16線譯碼器CC4514的引腳圖。CC4514CC451412345678VDDINHA3A2Y10Y11Y8Y9Y14Y15Y12Y13LEA0A1Y7Y6Y5Y4Y3Y1Y2Y0VSS16151413121110917181920212223246、CC4518的引腳圖。CCC451812345678161514131211109VDD2RD2Q32Q22Q12Q02EN2CP1CP1EN1Q01Q11Q21Q31RDVSS功能模塊設(shè)計4.1編碼電路由雙時鐘二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74LS193構(gòu)成，它有2個輸入端，4個輸出端，能進(jìn)行加／減計數(shù)。4.2整形電路由與門74LS08和與非門74LS00構(gòu)成。因74LS193是可逆計數(shù)器，控制加減的CP脈沖分別加至5腳和4腳，此時當(dāng)電路要求進(jìn)行加法計數(shù)時，減法輸入端CPD必須接高電平；進(jìn)行減法計數(shù)時，加法輸入端CPU也必須接高電平，假設(shè)直接由A、B鍵產(chǎn)生的脈沖加到5腳或4腳，就有很多時機(jī)在進(jìn)行計數(shù)輸入時另一計數(shù)輸入端為低電平，使計數(shù)器不能計數(shù)，雙方按鍵均失去作用，拔河比賽不能正常進(jìn)行。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(jìn)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(jìn)行有效的計數(shù)。4.3譯碼電路由4線－16線譯碼器CC4514構(gòu)成。譯碼器的輸出Y0～Y15中選出15個接電平指示燈，電平指示燈的負(fù)端接地，而正端接譯碼器；這樣，當(dāng)輸出為高電平時電平指示燈點亮。比賽準(zhǔn)備，譯碼器輸入為0000，Y0輸出為1，中心處指示燈首先點亮，當(dāng)編碼器進(jìn)行加法計數(shù)時，亮點向右移，進(jìn)行減法計數(shù)時，亮點向左移。4.4計數(shù)電路由計數(shù)器74LS193N和譯碼顯示器構(gòu)成。當(dāng)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(jìn)行加一計數(shù)，于是就得到了雙方取勝次數(shù)的顯示，假設(shè)1位數(shù)不夠，那么進(jìn)行2位數(shù)的級連。4.5勝負(fù)顯示電路CC4518雙四位異步BCD碼加法計數(shù)器Cr：異步清零端〔復(fù)位端〕，高電平有效。CP，EN：計數(shù)器工作狀態(tài)控制與時鐘脈沖輸入端。QD，QC，QB，QA：計數(shù)器四位數(shù)據(jù)輸出端。4.6復(fù)位電路〔1〕將來關(guān)C置高，通過CC4518的清零端RD使數(shù)碼管顯示為0。在總電路中，使甲乙雙方比賽之前，完成復(fù)位的作用。〔2〕將C置低，使CC4518進(jìn)入計數(shù)功能，當(dāng)通過開關(guān)A給左邊的CC4518加脈沖時，經(jīng)過它的計數(shù)功能，它所接的譯碼顯示器開始顯示數(shù)據(jù)，從0加到9。在總的電路中，CC4518的脈沖是通過乙方的最左端的發(fā)光二極管發(fā)光來給的，故當(dāng)乙方最左端的二極管發(fā)光使，乙方的勝負(fù)顯示器上便會加數(shù)，來說明乙方獲勝。將C置低，使CC4518進(jìn)入計數(shù)功能，當(dāng)通過開關(guān)B給右邊的CC4518加脈沖時，經(jīng)過它的計數(shù)功能，它所接的譯碼顯示器開始顯示數(shù)據(jù)，從0加到9。在總的電路中，CC4518的脈沖是通過甲方的最右端的發(fā)光二極管發(fā)光來給的，故當(dāng)甲方最右端的二極管發(fā)光使，甲方的勝負(fù)顯示器上便會加數(shù)，來說說明甲方獲勝。五、總原理圖總原理圖〔1〕將開關(guān)C、D先置高，即通過74LS193的清零端CR和CC4518的清零端RD使中心發(fā)光二極管發(fā)光和勝負(fù)顯示器為0?！?〕將開關(guān)C、D先置低，即使74LS193的清零端CR和CC4518的清零端RD為低，使74LS193和CC4518進(jìn)入工作狀態(tài)，此時甲乙雙方分別快速按動鍵A、B，使74LS193計數(shù)器進(jìn)行加減運算，可以看到發(fā)光二極管左右移動，上圖中為甲方獲勝的情形，下列圖為乙方獲勝的情形。甲乙雙方的得分為1:1。六、課程設(shè)計總結(jié)拔河游戲機(jī)共有15個發(fā)光二級管，開機(jī)后只有中間一個發(fā)亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個按鍵，迅速地，不斷地按動以產(chǎn)生脈沖，誰按的快，亮點就向誰的方向移動，每按一次，亮點移動一次，移到任一方終端二極管發(fā)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,用七段數(shù)碼管顯示勝者取勝的盤數(shù)。本實驗通過設(shè)計多諧振蕩器提供輸入脈沖，用可逆計數(shù)器，譯碼器，將甲乙雙方的輸入轉(zhuǎn)換為脈沖，再經(jīng)過譯碼，顯示譯碼器和七段數(shù)碼管實現(xiàn)電路的記分功能。用開關(guān)設(shè)計的裁判可以實現(xiàn)電路的記分和清零功能。在設(shè)計中需要分步實現(xiàn)不同的功能，編碼功能、整形功能等等，在不同功能設(shè)計中需要使用不同的元件，根據(jù)元件的物理屬性來實現(xiàn)該功能。實驗心得經(jīng)歷了兩周時間來完成數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計，由于在課程設(shè)計中涉及到了許多不熟悉的元件所