拔河游戏机设计
拔河游戏机设计报告【范本模板】
数字逻辑综合性实验设计报告课程名称数字逻辑实验题目名称电子拔河游戏机班级 20120615学号 2012061518 学生姓名孙晓行同组班级 20120615同组学号 2012061517同组姓名孙静指导教师武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬2014年 06 月摘要电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛或甲乙双方加裁判的三人游戏电路.由一排LED发光二极管表示拔河的“电子绳”。
游戏双方各拥有一个比赛时使用的单脉冲按钮，参与者按动一次按钮就产生一个脉冲，谁按的频率快产生的脉冲就多,由发光的LED灯的左右偏移模拟拔河过程，LED灯的偏移方向和位移由比赛双方所给出的脉冲数实时决定，该功能需要用计数电路通过加减计数来实现。
当移动到某方的最后一个LED灯时，则该方获胜，连续比赛多局以定胜负。
此次设计的电路，主要分为四部分：控制电路部分;计数电路部分；电子绳电路部分；计分器电路部分。
其中控制电路部分主要由2个JK触发器和一个锁存器构成；计数电路主要由2个74LS192组成；电子绳电路由3个74LS138译码器，17个74LS04和17盏灯组成；计分器电路由两个74LS161计数器构成。
关键词：“拔河";开关；脉冲；LED灯；左右偏移;计分电路目录1 需求分析.......................................... 错误!未定义书签。
1。
1 基本功能要求............................... 错误!未定义书签。
1。
2 创新拓展功能............................... 错误!未定义书签。
1。
3 设计原理................................... 错误!未定义书签。
2 系统设计.......................................... 错误!未定义书签。
2。
1 系统逻辑结构设计........................... 错误!未定义书签。
课程设计——拔河游戏机
课程设计任务书题目拔河游戏控制电路专业学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容*1．阅读相关科技文献。
2．学习protel软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习如何查找器件手册及相关参数。
技术要求1.<2.要求电路使用9个发光二极管显示拔河过程，开机后只有中间一个发光二极管发光，即为拔河中心；3.游戏双方各持一个按钮，按钮每按下一次，亮点向本方移动一次，拔河过程中有且只有一个发光二极管发光；4.亮点移动到任意一段的终端二极管时，此方获胜，并且此时双方按钮均无作用，输出状态保持，复位后亮点回到中心点。
主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001年6月；（2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月；3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月；4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月；5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2003。
}完成期限： 2011年6月28日指导教师签章：专业负责人签章：2011年6月27日摘要》本课题的主要任务是让拔河游戏控制电路的电平指示灯由中点向己方延伸，而阻止其向对方延伸。
可以设想用可预置的加/减计数器作主要器件，用计数器的输出状态通过译码器控制电平指示灯的显示状态。
如当计数器进行加法计数时，发亮的电平指示灯向甲方延伸，相反，进行减法计数时，发亮的电平指示灯向相反方向延伸。
当延伸到一方的终点就就把电路锁定，此时双方按键均无作用，只有裁判员按了复位按键双方才能继续下一盘的比赛。
此电路可分为脉冲发生器电路和计数/译码器电路两大部分。
脉冲发生器电路部分采用两个与非门组成的基本RS触发器构成的去抖电路以及有与门、与非门构成的整形电路，可以将按钮A、B产生的脉冲整形成占空比较高的信号。
计数器电路部分以74LS/HC193为主体，译码器采用由集成芯片74HC138扩展的4线-16线译码器。
课程设计——拔河游戏机
拔河游戏机一、设计任务与要求拔河游戏机用9个灯泡指示灯排列成一行，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，不断地按，亮点不断地移动。
移到任一方终端指示灯点亮，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。
二、总体框图可逆计数器74LS193原始状态输出4位二进制数0000，经译码器输出使中间的一只指示灯点亮。
当按动A、B两个按键时，分别产生两个脉冲信号，经整形后分别加到可逆计数器上，可逆计数器输出的代码经译码器译码和反相器74LS04后后驱动电平指示灯点亮并产生位移，当亮点移到任何一方终端后，由于控制电路的作用，使这一状态被锁定，而对输入脉冲不起作用。
如按动开关3，亮点又回到中点位置，再次按动开关3，比赛又可重新开始。
为指出谁胜谁负，需用一个控制电路，当亮点移动到任何一方的终端时，则判该方为胜，此时双方按键均无效，此电路可用或门实现，将双方终端接至或门的2个输入端，当获胜一方为“1”，而另一方则为“0”，或门输出为“1”，此时的输出再与编码电路的输出经一或门，分别送到74LS193计数器的CPD 和CPU。
三、选择器件74LS138 3线—线译码器 1片74LS193 同步二进制可逆计数器 1片74LS00 四2输入与非门 2片74LS04 六反向器 2片74LS08 四2输入与门 1片74LS32 四2输入或门 1片电阻 1 KΩ 4个100Ω1个开关单刀双掷开关 2个单刀单掷开关 1个下面详细介绍这些器件3.1 3线—8线译码器74LS138图（1）74LS138的逻辑符号图图（2） 74LS138的逻辑框图输入的3位二进制代码共有8种状态，译码器将每个输入代码译成对应的一根输出线上的高、低电平信号。
图（1）为3线-8线译码器74LS138的逻辑符号图，其有3个附加的控制端G1、G2A和G2B。
(完整word版)电子拔河游戏机实验报告
电子技术综合实验设计报告设计题目：电子拔河游戏机专业班级：学生：学号：指导教师：一、设计任务电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛或甲乙双方加裁判的三人游戏电路。
由一排LED发光二极管表示拔河的电子绳。
由甲、乙二人通过按钮开关使发光的LED管向自己一方的终点移动，当亮点移到任何一方的终点时，则该方获胜，连续比赛多局以定胜负。
二、设计要求1）由裁判下达比赛开始命令后，甲乙双方才能输入信号，否则，由于电路具有自锁功能，使输入信号无效。
2）电子绳由17个LED管构成，裁判下达比赛开始命令后，位于电子绳中点的LED管发亮。
甲、乙二人通过按钮开关使发光的管向自己一方的终点移动，并阻止其向对方延伸。
当点亮的LED管到达某一方的终点时，该方获胜。
此时通过自锁功能锁定电路，使输入不再有效，必须由裁判再次发出比赛开始命令时方能开始下一次比赛。
3）某方赢一次，有计分电路自动给该方加1分，通过多次比赛以定胜负。
三、总体方案设计本方案中，有效输入信号代表的是拔河的力度的相对大小。
则当A=1，B=0时，表示甲的力度比乙的力度大；当B=1，A=0时，表示乙的力度比甲的力度大；当A=1，且B=1时，表示甲的力度与乙的力度一样大；当A=0且B=0时，表示甲、乙均还未开始拔河。
当裁判员下达比赛开始命令后，比赛开始，甲、乙中的任意一方输入有效信号后，计数器开始计数。
若甲输入有消信号时，进行加计数；若乙输入有效信号时，进行减计数。
电子绳的LED开始移动；当甲、乙同时输入有效信号时，电子绳上点亮的LED灯不再移动。
当一局比赛结束后，电子绳上某一头的LED保持亮，此时，甲、乙的输入信号不再有效，计分电路此时记录并显示甲、乙总共的比赛成绩。
当裁判下达下一局比赛开始的命令后，比赛才能开始，甲、乙输入信号才有效。
基本实验原理图如下：可采用可预置的加／减计数器作主要器件，用计数器的输出状态通过译码器控制LED发亮。
当向计数器输入“加脉冲”，使其作加运算时发亮的灯向甲方延伸，相反，当向计数器输入“减脉冲”时，发亮的灯向相反方向移动。
拔河游戏机课程设计
拔河游戏机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解拔河游戏机的基本工作原理，掌握相关的物理知识，如力的作用、摩擦力的产生等。
2. 学生能运用所学的数学知识，计算出拔河游戏机在比赛中的力量分配和胜负概率。
3. 学生了解拔河游戏机的设计理念，掌握其结构组成，并能与实际生活中的应用相结合。
技能目标：1. 学生能运用所学的知识，设计并制作一个简单的拔河游戏机模型，提高动手操作能力和创新能力。
2. 学生通过小组合作，学会与他人沟通、协作，培养团队精神和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对物理、数学等学科的兴趣和好奇心，激发学习的积极性。
2. 学生通过拔河游戏机的设计与制作，体验科技与生活的紧密联系，提高对科技创新的认识和尊重。
3. 学生在团队活动中，学会尊重他人、公平竞争，培养良好的道德品质。
本课程针对五年级学生设计，结合学科特点，注重知识性与实践性相结合。
在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、兴趣和需求，以拔河游戏机为载体，引导学生主动探索、合作学习，实现课程目标。
通过本课程的学习，旨在提高学生的学科素养，培养学生的创新能力、团队协作能力和实践操作能力。
二、教学内容1. 物理知识：- 力的概念、作用和效果- 摩擦力的产生和影响因素- 平衡力的判断与应用2. 数学知识：- 概率计算与统计分析- 力的合成与分解- 几何图形的认识与应用3. 设计与制作：- 拔河游戏机的结构组成与工作原理- 拔河游戏机模型的制作方法与步骤- 创新设计理念在拔河游戏机中的应用4. 小组合作与团队协作：- 小组分工与责任明确- 团队沟通与协作技巧- 公平竞争与团队精神教学内容依据课程目标，结合课本知识，进行科学、系统的组织。
教学大纲分为以下四个阶段：第一阶段：物理、数学知识学习（2课时）第二阶段：拔河游戏机结构与原理学习（2课时）第三阶段：拔河游戏机模型设计与制作（3课时）第四阶段：小组合作、展示与评价（2课时）教学内容具体安排如下：1. 物理知识：第一章力的概念、第二章摩擦力、第三章平衡力2. 数学知识：第一章概率计算、第二章力的合成与分解、第三章几何图形3. 设计与制作：第一章拔河游戏机结构、第二章制作方法、第三章创新设计4. 小组合作与团队协作：全课程贯穿三、教学方法本课程采用多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果。
拔河游戏机的设计
拔河游戏机的设计一、设计目标：1.提供真实的拔河体验，让用户感受到真实的体力竞技活动；2.增强家庭成员之间的互动和合作意识；3.提供多人游戏模式，可以与朋友家庭一起参与游戏；4.结合虚拟现实技术，增加游戏的乐趣和刺激性。
二、外观设计：游戏机的外观以红、蓝两种主色调为主，象征着两个参与拔河比赛的队伍。
整机底部设计有稳固的支撑架和轮子，方便用户随时移动游戏机到所需的地方进行游戏。
三、内部结构：游戏机内部还嵌入了虚拟现实技术，通过激光投影系统将游戏画面投射到场地上方的屏幕上，使玩家可以身临其境地感受到拔河比赛的紧张氛围和乐趣。
四、操作方式：游戏机设有多个操作按钮和触摸屏，用于玩家进行游戏操作和选择游戏模式。
游戏开始后，玩家需要分组，选择自己所要加入的队伍。
每个队伍位于游戏机的一侧，队伍的位置标识以红、蓝两种颜色进行区分。
在游戏进行过程中，玩家需要通过施加力量来拔河。
当队伍成员同步用力时，游戏机内的传感器会实时记录施力的大小，并通过投影系统显示在屏幕上。
五、游戏模式：单人模式中，玩家可以与游戏机进行对抗，通过不断提高力量输出来挑战自己的极限。
双人模式中，两个队伍的玩家可以进行实时对抗比拼，比赛结束后会根据队伍施力情况进行排名。
团队模式中，多个队伍的玩家可以组成一个大团队进行比赛，通过团队协作来获得最高分数。
六、游戏规则：游戏规则可以根据不同的模式进行调整。
一般来说，比赛时间为两分钟，双方需要在规定时间内用力拔动游戏机。
比赛结束后，会根据队伍施力情况和距离分析，来决定哪个队伍获得胜利。
七、安全设计：游戏机的支撑架和底部轮子具有良好的稳固性，保证在游戏过程中不会发生倾斜或滑动等意外情况。
总结：拔河游戏机的设计旨在提供真实的拔河体验和多人互动的乐趣。
通过创新的虚拟现实技术和实时反馈系统，使玩家可以身临其境地感受到拔河比赛的紧张氛围和刺激性。
这款游戏机将成为家庭娱乐的一大亮点，增强家庭成员之间的凝聚力和合作意识。
课程设计报告之电子拔河游戏机
课程设计报告之电子拔河游戏机
电子拔河游戏机是一款受到全球玩家喜爱的多人娱乐游戏，其机器可实现两两进行拔
河斗技，实现多人同时游戏的娱乐乐趣。
本课程设计的目的是设计一种电子拔河游戏机，
并实现多人进行拔河游戏。
首先，设计电子拔河游戏机的硬件系统。
该游戏机由触摸屏，多个LED指示灯，按键，声音设备，电机系统，外壳，电源等组件组成，其中触摸控制屏幕是控制系统的核心部件。
其次，确定电子拔河游戏机的功能模块。
包括系统检查，触摸屏按钮功能，按钮驱动，声音播放，LED显示等，本系统采用C语言编写程序控制硬件，实现功能。
最后，在完善电子拔河游戏机的实物实现前，需要进行软件模拟，使用Pro/E进行器
件实物三维建模，使用C语言实现功能模块程序，使用MATLAB搭建时序模型进行整机功
能模拟，以测试游戏机正常工作的性能。
本课程设计主要采用C语言和electronic前端工具设计电子拔河游戏机，实现多人
同时参与游戏，增加娱乐性。
通过本次课程设计，设计者掌握了硬件系统，软件设计及整
机功能模拟测试的相关知识，让我们更加深入地了解电子游戏机的设计和实现技术。
课程设计拔河游戏机
课程设计拔河游戏机一、课程目标知识目标：1. 学生能理解拔河游戏机的基本原理，掌握相关的物理知识，如力的作用、力的合成与分解。
2. 学生能运用数学知识，计算出拔河游戏机在平衡状态下的力的大小和方向。
3. 学生了解拔河游戏机的设计与制作过程，掌握基本的工程技术和电子技术。
技能目标：1. 学生能运用所学的物理和数学知识，分析并解决实际拔河游戏机的问题。
2. 学生通过小组合作，提高沟通与协作能力，培养团队精神。
3. 学生能运用工程技术和电子技术，设计并制作简单的拔河游戏机。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学技术的兴趣和好奇心，提高学习积极性。
2. 学生在实践过程中，培养勇于尝试、克服困难的精神，增强自信心。
3. 学生通过拔河游戏机的学习，认识到科技与生活的紧密联系，提高科技创新意识。
本课程针对五年级学生，结合物理和数学知识，以拔河游戏机为主题，注重实践性与实用性。
通过课程学习，使学生将理论知识与实际操作相结合，提高解决实际问题的能力，同时培养团队协作精神和科技创新意识。
课程目标具体、可衡量，便于教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 拔河游戏机的基本原理：- 力的概念与作用- 力的合成与分解- 平衡条件及其应用2. 拔河游戏机的设计与制作：- 材料选择与结构设计- 电子元件及其功能- 制作过程与调试方法3. 数学知识在拔河游戏机中的应用：- 力的计算与测量- 三角函数在力分解中的应用- 方程组在平衡条件求解中的应用4. 实践活动：- 小组讨论与方案设计- 制作拔河游戏机模型- 模型测试与数据分析教学内容与课本关联性：- 物理：力的作用、平衡条件等基本概念- 数学：力的计算、三角函数、方程组等知识- 工程技术：材料选择、结构设计、电子技术等教学进度安排：- 第一课时：拔河游戏机基本原理学习- 第二课时：拔河游戏机设计与制作方法- 第三课时：数学知识在拔河游戏机中的应用- 第四课时：实践活动，制作与测试拔河游戏机模型教学内容具有科学性和系统性，结合课程目标，确保学生能够掌握拔河游戏机相关的理论知识与实际操作技能。
数电课程设计---拔河游戏机的设计
课程设计课程名称数字电子技术基础题目名称拔河游戏机的设计专业班级学生姓名学号指导教师二○一二年五月十六日目录目录一设计任务书 (3)1.1设计题目拔河游戏机 (3)1.2设计目的 (3)1.3设计任务 (3)二电路总体设计 (4)2.1总体设计电路框图 (4)2.2总体设计描述 (4)1.整体描述 (4)2.开机描述 (4)3.比赛描述 (4)4.计分描述 (5)2.3整机电路 (5)2.4整机电路设计描述 (6)三部分电路设计及原理 (6)3.1整形电路设计 (6)3.2编码电路设计 (7)3.3译码电路设计 (9)3.4控制电路设计 (11)3.5胜负显示设计 (11)3.6复位电路设计 (13)四结论 (14)4．1实验评价： (14)4．2心得体会： (14)参考文献 (15)附录A 系统整体电路 (16)附录B 系统元器件表格清单 (17)一设计任务书1.1 设计题目拔河游戏机1.2 设计目的1、了解并掌握电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。
2、通过查阅手册和文献资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；进一步掌握电子仪器的正确使用方法。
3、学会使用EDA软件Multisim对电子电路进行仿真设计。
4、初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。
5、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
1.3 设计任务给定设计设备和主要元器件，按照电路的各部分组合成一个完整的拔河游戏机。
1、拔河游戏机需用个发9个光二极管排列成一行，开机后只有中间一个点亮，游戏开始，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，这一方获胜，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，新的一轮开始。
电子拔河游戏机实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过设计和制作电子拔河游戏机，使学生掌握数字电子技术的基本原理和实际应用，提高学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
通过实训，学生能够深入了解数字电路的设计过程，掌握电路元件的选用、电路图的绘制、电路板的制作以及软件编程等技能。
二、实训内容1. 电子拔河游戏机的原理及设计要求电子拔河游戏机是一种模拟拔河比赛的电子设备，主要由LED显示屏、按键、计数电路、译码电路、控制电路等模块组成。
游戏规则如下：（1）游戏开始时，裁判按下启动按钮，位于中间的LED灯亮起，表示拔河绳子的中点。
（2）比赛双方分别控制一个按钮，通过快速按下按钮产生脉冲信号，使LED灯向自己的方向移动。
每按一次按钮，LED灯向自己的方向移动一位。
（3）当LED灯移动到任一方的终点时，该方获胜。
此时，双方的按钮失效，LED 灯保持在获胜方的终点位置。
（4）裁判按下复位按钮，LED灯重新回到中间位置，游戏重新开始。
2. 电子拔河游戏机的电路设计根据设计要求，本次实训的电子拔河游戏机电路设计如下：（1）LED显示屏：使用15个LED灯组成，其中中间一个灯亮起表示拔河绳子的中点。
（2）按键：两个按钮分别供甲乙双方使用。
（3）计数电路：使用74LS193计数器实现计数功能。
（4）译码电路：使用CC4514译码器将计数器的输出转换为LED灯的亮灭状态。
（5）控制电路：使用555定时器产生脉冲信号，控制LED灯的移动。
3. 电子拔河游戏机的软件编程本次实训的电子拔河游戏机软件编程主要使用C语言编写，实现以下功能：（1）初始化电路参数。
（2）读取按键输入信号。
（3）控制计数器计数。
（4）控制LED灯移动。
（5）显示获胜方的盘数。
三、实训过程1. 理论学习：学习数字电子技术、电路设计、编程等相关知识。
2. 电路设计：根据设计要求，绘制电路图，选择合适的电路元件。
3. 电路制作：按照电路图焊接电路板，连接电路元件。
4. 软件编程：使用C语言编写程序，实现游戏功能。
数字电路课程设计-拔河游戏机
VCC 0
5V
J1 U10 Key = A
11
U8
Key = B
DCD_HEX_BLUE VCC 5V
VCC
DCD_HEX_BLUE
1 2 3
5 3 4
1
VCC U7A
2 7 1 EN1 MR1 CP1 1A 1B 1C 1D 3 4 5 6
9
1
10 7 8
2
3
4
4
U7B
6
5V
CP1 MR1 EN1 1 7 2
VCC 5V R1 1.0k J1
0 1
X1 U1A 74LS00D
2 6
U1B
3
U1C
4
2.5 V U1D
7
74LS00D
74LS00D
74LS00D
Key = A
VCC
U3A 74LS00D X2
R2 1.0k
5
R3 1.0k J2
8
U2A 74LS00D
9
U2B
10
U2C
11
2.5 V U2D
13 12 11 10
D3
9
74LS08
1A 1B 1Y 2A 2B
1 2 3 4 5
74LS193
2Y GND
6 7
D1
1
Q1
2
Q0 CPD CPU Q2 Q3 GND
3
4
5
6
7
8
5、4 线－16 线译码器 CC4514 的引脚图。
VDD INH A3
24 23 22
A2 Y10 Y11
21 20
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，若直接由 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。
eda拔河游戏机课程设计
eda拔河游戏机课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握EDA（电子设计自动化）拔河游戏机的基本原理和设计流程。
2. 让学生掌握相关电子元件的功能、连接方式及在电路中的应用。
3. 让学生了解并掌握基础的编程知识，能对拔河游戏机的程序进行简单修改。
技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能独立完成拔河游戏机的搭建和调试。
2. 培养学生团队协作能力，通过小组合作完成拔河游戏机的整体设计。
3. 培养学生问题解决能力，能针对游戏中出现的问题进行排查和修复。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子制作的兴趣，培养创新意识和实践精神。
2. 培养学生良好的团队合作精神，学会倾听、沟通和协调。
3. 增强学生对科技与生活的联系的认识，提高环保意识和责任感。
本课程针对的学生特点为：好奇心强、动手能力强，具有一定的电子和编程基础。
课程性质为实践性较强的项目式学习，旨在让学生在实际操作中掌握知识，提高能力。
教学要求注重理论与实践相结合，以学生为主体，教师为主导，关注学生的个体差异，鼓励学生发挥潜能。
通过本课程的学习，期望学生能够实现上述具体的学习成果，为后续的电子设计奠定基础。
二、教学内容根据课程目标，本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 电子元件基础知识：讲解常用电子元件（如电阻、电容、二极管、三极管等）的原理、功能及在电路中的应用。
2. EDA设计工具使用：介绍EDA软件（如Proteus、Multisim等）的基本操作，包括原理图绘制、电路仿真、PCB布线等。
3. 拔河游戏机设计原理：分析拔河游戏机的工作原理，讲解电路设计、程序编写及硬件搭建。
4. 编程知识：结合拔河游戏机程序，教授基础编程语言（如C语言、汇编语言等）的使用。
5. 实践操作：指导学生进行拔河游戏机的搭建、调试及优化。
教学内容安排如下：第一课时：电子元件基础知识学习，分析拔河游戏机电路原理。
第二课时：学习EDA设计工具使用，绘制拔河游戏机原理图。
拔河b游戏机课程设计
拔河b游戏机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解拔河游戏的物理原理，掌握力的作用、摩擦力、平衡力的概念。
2. 学生掌握通过编程控制游戏机的基本方法，了解游戏机内部电路的工作原理。
3. 学生了解拔河游戏在体育竞技中的意义，认识到科技与体育的结合。
技能目标：1. 学生能够运用所学物理知识分析拔河游戏中力的作用，解释游戏现象。
2. 学生能够通过实践操作，编写简单的控制程序，实现拔河游戏机的操作。
3. 学生能够运用团队协作、沟通技巧，完成游戏机的搭建和调试。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理学科的兴趣，激发探究精神，敢于面对挑战。
2. 学生在团队合作中学会相互尊重、支持，培养团队精神和集体荣誉感。
3. 学生通过拔河游戏认识到公平竞争的重要性，培养积极向上的竞技态度。
本课程针对拔河游戏机进行设计，结合物理、信息技术等学科知识，充分考虑学生的年龄特点和认知水平。
通过实践操作、团队合作等方式，将知识目标、技能目标和情感态度价值观目标有机融合，旨在培养学生的综合素养，提高解决问题的能力。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，调整教学策略，确保课程目标的实现。
课程结束后，可通过学生作品展示、团队评价等方式，对学生的学习成果进行评估。
本章节教学内容围绕拔河游戏机的制作与原理展开，结合以下教材内容：1. 物理学科：力的作用、摩擦力、平衡力等概念，物体运动状态与力的关系。
- 教材章节：《力的作用》、《摩擦力》、《平衡力》2. 信息技术学科：编程控制、电路原理、传感器应用。
- 教材章节：《编程基础》、《电路原理与应用》、《传感器及其应用》教学大纲安排如下：第一课时：- 物理知识回顾：力的作用、摩擦力、平衡力。
- 游戏机原理介绍：拔河游戏机的基本结构、工作原理。
第二课时：- 编程知识讲解：基础编程语法、控制语句。
- 实践操作：学生分组，搭建拔河游戏机电路，编写控制程序。
第三课时：- 传感器知识讲解：传感器的作用，如何将物理量转换为电信号。
51拔河游戏机课程设计
51拔河游戏机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解51拔河游戏机的电路原理，掌握基本电子元件的功能和使用方法。
2. 学生能运用已学的编程知识，设计并实现拔河游戏的程序。
3. 学生了解数字电路的基本概念，掌握简单的逻辑电路分析。
技能目标：1. 学生通过拔河游戏机的制作，提高动手实践能力，培养电子制作和编程技能。
2. 学生能够运用团队合作的方式，共同解决问题，提高沟通与协作能力。
3. 学生学会运用所学知识，解决实际生活中的问题，提高创新意识和创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，增强对科学技术的兴趣，激发探究精神。
2. 学生在团队协作中，学会尊重他人，培养合作精神，提高集体荣誉感。
3. 学生通过拔河游戏机的制作，认识到知识的力量，增强学习信心，培养积极向上的学习态度。
本课程结合学生的年级特点，注重理论与实践相结合，以提高学生的动手能力、创新意识和团队协作能力为主要目标。
课程设计以实际操作为主，引导学生通过实践活动，掌握电子制作和编程技能，培养科学素养，为今后的学习打下坚实基础。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 51拔河游戏机电路原理分析：讲解基本的电子元件如电阻、电容、二极管、三极管等的功能和使用方法，引导学生理解电路的工作原理。
2. 编程知识：运用课本中介绍的编程语言，设计并实现拔河游戏的程序。
包括游戏规则设定、玩家输入输出控制、得分统计等。
3. 数字电路基础：介绍数字电路的基本概念，如逻辑门、触发器等，以及简单的逻辑电路分析。
4. 制作拔河游戏机：学生分组进行实际操作，按照教学大纲逐步完成拔河游戏机的制作。
具体教学内容安排如下：第一课时：介绍电子元件，分析51拔河游戏机电路原理。
第二课时：复习编程知识，设计拔河游戏程序框架。
第三课时：学习数字电路基础，进行简单逻辑电路分析。
第四课时：分组制作拔河游戏机，进行调试与优化。
第五课时：展示作品，总结评价。
教学内容与课本紧密关联，确保学生能够将所学知识应用于实际制作中，提高学生的实践能力和创新能力。
拔河游戏机
拔河游戏机拔河游戏机的设计一、设计要求 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亮。
3．比赛双方各持一个脉冲按钮，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，此后双方的按钮都无作用，状态保持，只有当裁判按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮。
二、设计方案 1.本课题所设计的拔河游戏机可由加减计数器进行计数并通过 4 线-16 线连接15 个电平指示灯排列成一行，开机之后计数器计数 0000，只有中间一个电平指示灯亮，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。
移到任一方终端指示灯点亮，代表这一方获胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经裁判复位后才使亮点恢复到中心线。
2.当一局比赛结束后,由点亮该终点灯的信号使电路封锁加减脉冲信号的作用.即实现电路自锁,使加家减脉冲无效。
3.设计总体框图三、具体电路设计及工作原理说明 1．实验器材 74LS193 加减计数器 4 线－16 线译码器 CC4514 74LS00 与非门 74LS08 与门指示灯 +5V 电源 2.编码电路由二进制同步可逆计数器 74LS193 构成，它有 4 个输入端，4 个输出端，能进控制按键编码电路（可逆计数器）复位开关 A 译码器整形电路 (控制电路) （）指示灯行加／减计数。
通过编码器来控制电平指示灯的显示，加计数时向右移动，进行减计数时，向相反方向移动。
电路图如下：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 9 个接电平指示灯（Y0～Y7、Y9～Y15），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。
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目 录1 引言 (1)1.1FPGA简介 (1)1.2VHDL简介 (1)2 拔河游戏机的设计 (3)2.1课程设计目的 (3)2.2系统设计要求 (3)2.3设计思路 (3)2.4拔河游戏机工作流程图 (4)3 拔河游戏机的实现 (5)3.1拔河游戏机的顶层原理图 (5)3.2拔河游戏机的总体设计过程 (5)3.3系统各功能模块的实现 (6)3.3.1 模块jishu的设计 (6)3.3.2 模块bijiao的设计 (6)3.3.3 模块xiaodou的设计 (7)3.3.4 模块clkfen的设计 (8)3.3.5 模块shuma的设计 (8)4 拔河游戏机仿真及分析 (9)4.1顶层实体的仿真波形 (9)4.2比较模块的仿真波形 (9)4.3消抖模块的仿真波形 (10)4.4管脚锁定 (10)4.5编译下载 (11)4.6试验箱验证 (11)5 总结 (12)参考文献 (14)附录 (15)JISHU.VHD (15)BIJIAO.VHD (15)XIAODOU1.VHD (16)CLKFEN.VHD (17)SHUMA.VHD (18)1 引言1.1 FPGA简介以硬件描述语言（Verilog或VHDL）所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至 FPGA 上进行测试，是现代 IC设计验证的技术主流。
这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路（比如AND、OR、XOR、NOT）或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。
在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器（Flip－flop）或者其他更加完整的记忆块。
系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。
一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。
FPGA一般来说比ASIC（专用集成电路）的速度要慢，无法完成复杂的设计，但是功耗较低。
但是他们也有很多的优点比如可以快速成品，可以被修改来改正程序中的错误和更便宜的造价。
厂商也可能会提供便宜的但是编辑能力差的FPGA。
因为这些芯片有比较差的可编辑能力，所以这些设计的开发是在普通的FPGA上完成的，然后将设计转移到一个类似于ASIC的芯片上。
另外一种方法是用CPLD（Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)。
1.2 VHDL简介硬件描述语言已经有几十年的发展历史，并且在系统的仿真、验证和设计、综合等方面得到成功的应用。
目前常用的硬件描述语言有VHDL、 Verilog HDL 、ABEL等[2][3][4]。
VHDL 则起源于20世纪70年代末和80年代初，美国国防部提出的VHSIC计划，目标是为下一代集成电路的生产、实践阶段性的工艺极限和完成10万门级以上的电路设计而建立一种新的描述方法[5]。
VHDL的英文全称为Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,是IEEE标准化的硬件描述语言，并且已经成为系统描述的国际公认标准，得到众多EDA公司的支持。
VHDL具有很多的优点使它能够被大多数人认可，被广泛应用在逻辑电路的设计方面，并且成为了标准化的硬件描述语言，其优点如下：(1)功能强大和设计灵活。
一个简洁的使用VHDL语言编写的程序就可以描述一个复杂的逻辑电路，因为VHDL拥有强大的语言结构[6]。
VHDL多层次的设计描述功能可以有效地控制设计的实现，支持设计库和可重复使用的元件生成，还支持多种设计方式，如层次化设计、模块化设计和同步、异步和随机电路设计。
(2)与具体器件无关。
用VHDL设计硬件电路时不用先确定设计要用到哪种器件，也不用特别熟悉器件的内部结构，这样可以使设计人员专注于进行系统设计。
设计完成后，可以根据消耗的资源选择合适的器件，而不造成资源的浪费。
(3)很强的移植能力。
VHDL由很多不同的工具支持，同一个设计的程序可以在包括综合工具、仿真工具、系统平台等工具中使用。
(4)强大的硬件描述能力。
VHDL可以描述系统级电路和门级电路，而且描述方式多样，可以采用行为描述、寄存器传输描述或者结构描述，也可以用其混合描述方式。
同时，VHDL 可以准确地建立硬件电路模型，因为它支持惯性延迟和传输延迟。
VHDL的数据类型很丰富，支持标准定义的数据类型，当标准定义的数据类型不能满足用户的需求时，用户可以自己定义的所需要的数据类型，增加了设计的自由度。
(5)语法规范，易于共享。
当把用VHDL编写的代码文件看作是程序时，它可以作为设计人员之间的交流内容；当把它看作是文档时，可以作为签约双方的合同文本。
VHDL易于共享的特点，使得大规模的协作开发容易实现。
同时，这些特点也促进了VHDL的发展和完善。
综上所述，VHDL有很多其他的硬件描述语言所不具备的优点。
但是，VHDL仍然存在一些缺点，主要是3个方面。
(1)要求设计者对硬件电路知识甚至是芯片结构方面的知识了解较多。
应该摆脱一般的高级语言程序设计思路，因为在电路世界里的事件很多是并行发生的，并且硬件电路系统内部的模块可以是互相独立的，也可以是互为因果的，所以，在用VHDL设计硬件电路时应摆脱一般的高级语言程序设计思路。
在设计电路时，应先构思电路，然后才能描述。
(2)不能进行太抽象的系统描述。
因为EDA工具无法综合抽象性太强的系统,故用VHDL 描述系统电路时不能太抽象。
目前的VHDL很难综合实际的硬件电路，只能适用于系统建模。
(3)不能描述模拟电路。
对于模拟电路而言，VHDL并不是一种理想的硬件描述语言。
但可以预见，未来硬件描述语言的发展方向是模拟电路和数模混合电路的描述方式。
2 拔河游戏机的设计2.1 课程设计目的通过设计一个简易拔河比赛游戏机。
1．熟练掌握EDA软件QUARTUS II的使用方法；2．能利用EDA软件QUARTUS II进行一个电子技术综合问题的设计；3．掌握FPGA系统各种外围接口的灵活运用,培养实验的仿真及下载技能；4．掌握按键分配、CLOCK调用、LED数码管等外围接口的Verilog HDL语言编程；5．通过软件编程和仿真理解并体会VHDL语言的常用编写语言和语法规 ；6．培养分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力。
2.2 系统设计要求1．设计一个能进行拔河游戏的电路。
2．电路使用15个(或9个)发光二极管（机器限制的话可以选用六个发光二极管）开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。
3．游戏双方各持一个按钮，迅速地、不断地按动，产生脉冲，谁按得快，亮点就向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次。
4．亮点移到任一方终端二极管时，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复到中心。
5．用数码管显示获胜者的盘数，并设置复位按钮。
2.3 设计思路设置两个按钮分别代表两个选手，用按钮高电平信号输出表示选手用力一次。
将两个按钮信号分别接入两个计数器，用来存储他们的的用力情况。
然后将他们的用力情况接入一个比较模块的两个输入端，假设一方比另一方多用力一次，那么将亮点向该方向移位一次。
他们用力情况比较即结果处理的全部可能可以全部列出。
这样拔河较量的过程和结果就可以通过亮点的变化表示出来。
然后需要在任意一方胜利时设定两名选手的按键功能失效。
只有复位接触这处设定后才能再次按键比赛。
同时设定在一方胜利时给出胜利信号，作为一个上升脉冲接入胜利次数计数器。
计数器输出通过译码器后在LED数码管上显示出来。
胜利计数器的复位端口独立设为胜利次数显示复位键。
2.4 拔河游戏机工作流程图对拔河游戏机的功能要求进行分析，得到如下工作流程图：图1 拔河游戏机程序流程图3 拔河游戏机的实现3.1 拔河游戏机的顶层原理图图2 拔河游戏机电路图3.2 拔河游戏机的总体设计过程1．由于拔河游戏机是通过按键输入快慢来判断胜负的，在按按键的同时由于按键自身机械原因会产生许多不必要的抖动，这种抖动会引起一系列不必要的误差，所以我们在玩家1、2的输入端都加上了消除按键抖动的模块，让游戏更具有公平性。
2．设计一个分频器，用来对比赛信号的输出频率进行控制。
可以这样理解：我要怎样认为参赛一方获得了暂时的领先优势呢，答案是我可以设计参赛方按键若干次后才认为亮点向它那方移动一次。
这样可以更真实的反应比赛过程。
这个设想我通过分频器来实现。
当然，老师给出的要求是领先按一次就认为亮点移动一次，我就可以直接把我的分频器改为不变分频，这样只需在分频程序里改动一点数据即可，也容易做到。
为了硬件验证的简单同时兼顾程序的可扩展性，我这里的分频器以三分频来设计。
即先设计一个三分频器。
3．设计一个四位16进制计数器。
这个东西因为有之前的实验基础，思路相对比较清晰。
复位端，使能端和进位输出端都保存设计，方便以后任意选择性使用。
4．设计一个比较模块。
这个模块主要为了对双方选手的用力情况进行一个比较。
优势情况不同，经过比较，参赛方的优势可以通过电子绳的中心即一排二极管的亮点的移动来体现。
这个只需要把选手的所有可能优势情况列出，并写出对应的亮点显示序列即可。
当亮点移动到任意一端的终点后，设定有一个输出端为‘0’，这个输出端接到之前用力计数器和分频器的使能端，限制比赛继续，即双方按键暂时失效。
在胜利的同时输出一个进位信号，用以后继胜利次数计数。
5．设计胜利次数统计和显示的模块。
这一模块由计数器和译码器两个部分组成，其实就是之前我们做的七段数码管显示。
该部分里的计数器的使能端始终保持‘1’，而把复位键作为胜利次数显示的复位键。
6．子模块设计完后进行整体组合。
3.3 系统各功能模块的实现3.3.1 模块jishu的设计该计数模块可通过检测CLK1的上升沿来计算当前计数的值，分别还带有使能及复位引脚，其主要功能是用来计算玩家1和玩家2所按下的有效脉冲个数，并将其输出，供后级比较模块使用。
其中clk1为脉冲计数输入端，ena1为使能端，rst1为复位端，dout1[7..0]为当前计数值的输出端。
原理图如下图所示：图3 计数模块电路图VHDL语言程序详见附录1。
3.3.2 模块bijiao的设计比较的对象是两个拔河信号计数器输出的四位2进制数，所以模块的这两个输入端口接入的数据类型务必设定为逻辑位矢量型。
因为要由它的比较结果来控制前面的使能情况。
所以本模块要专门设定一个输出与前面部分进行联系。
这个模块要有拔河绳亮点显示功能，故要有七位输出对应七个二极管。
它的另一个重要功能是为以后的胜利次数计数器提供计数脉冲，所以每到亮点移至一段时要有一个类似进位的计数输出端。