数电电子拔河游戏机设计

一、实验名称：拔河游戏机设计
二、实验目的：
为了理论结合实际的电子基础知识，验证，巩固和消化电子技术基本知识，综合应用数字电子技术解决生产第一线的实际问题，提高基本的专业动手能力，进一步培养分析问题和解决问题的能力，以后更好的为社会服务。

三、实验任务：
设计主要内容及要求：
1、设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。

2、电路使用9个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间的发光二极管亮。

3、比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，每按一次，发光二极管移动一位。

4、亮的发光二极管移到任一方的终点时，该方就获胜，此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当栽判按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮。

5、用七段数码管显示双方的获胜盘数。

四、实验设计思路
基本要求如下：
（1）比赛开始时，由裁判(K)下达命令后，甲（A)乙(B)双方才能输入信号，否则，由于电路具有自锁功能，使输入信号无效。

（2）“电子绳”到少由9个LED管构成，裁判下达“开始比赛”的命令后，位于“电子绳”中点的LED点亮。

甲乙双方通过按键输入信号，使发亮的LED管向自己一方移动，并阻止其向对方延伸。

当从中点至自己一方终点的LED管全部点亮时，表示比赛结束。

这时，电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位。

五、总体设计方案：
1、电路设计原理
拔河游戏机需用15个（或9个）发光二极管排列成一行，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、不断地按动产生脉冲，谁按得快，亮点向谁方向移动，每按一次，亮点移动一次。

移到任一方终端二极管点亮，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。

显示器显示胜者的盘数。

3.
1
74LS192双时钟2
D CP
U
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，那么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，这样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。

整形电路由与门74LS08和与非门74LS00构成。

3．译码电路：
由4线－16线译码器CC4514构成。

译码器的输出Y
0～Y
15
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，Y
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：
为指示出谁胜谁负，需用一个控制电路。

当亮点移到任何一方的终端时，判该方为胜，此时双方的按键均宣告无效。

此电路可由或非门74LS02构成。

将双方终端指示灯的正接至或非门的2个输入端，当获胜一方为“1”，而另一方则为“0”，或非门输出为“0”，再送到74LS192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D
0、D
1
、D
2
、D
3
和输出Q
、Q
1
、Q
2
、Q
3
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：
将双方终端指示灯正极经与非门输出后分别接到一个CC4518和一个CC4514计数器的CP 端，CC4518的两组4位BCD 码分别接到实验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，若一位数不够，则进行二位数的级连。

6．复位
为能进行多次比赛而需要进行复位操作，使亮点返回中心点，可用一个开关控制74LS192的清零端R 即可。

胜负显示器的复位也应用一个开关来控制胜负计数器CC4518的清零端R ，使其重新计数。

CC4518功能表下表所示，引脚排列见附录。

输 入 输出功能
时钟 CP 清零 R D 使能 EN × 1 × 全部为0 ↑ 0 1 加计数 0 0 ↓ ↓
×
保持 × 0 ↑ ↑ 0 0 1
↓
六、实验结论
按图1制作完成后,经调试,电路工作正常,完全符合本实验任务要求.由脉冲发生器产生脉冲信号,经计数/译码器电路后,甲乙均能有效计数,当信号移动至S7或S9时,将
CD4514的输出锁存,此时脉冲的输入不引起输出状态的改变.经复位后,译码器输出回到
S0并且进入工作状态,即可重新游戏.
七．实验心得与体会
经过一个多星期的努力和付出的汗水，终于把课程设计做完了。

真是不容易呀，一份耕耘，一份收获。

这次课程设计给了我许多收获。

本次课程设计后我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，但又高于课本，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，因为是设计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，也使我们把理论与实践从真正意义上结合起来，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。

不仅这样，还使我熟悉掌握了WORD文档的编辑。

通过设计拔河游戏机控制电路，让我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。

只有理论不行，当你面对一堆元气件时，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，你如果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
附件一：
实验器件
主要器件说明：
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。

Q D，Q C，Q B，Q A ：计数器四位数据输出端。

附件二：EWB仿真图。