华北电力大学 综合实验 电子拔河游戏机

课程设计(综合实验)报告( 2013-- 2014年度第二学期)
名称：电子技术综合实验
题目：电子拔河游戏机
院系：电气与电子工程学院
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
设计周数：1周
成绩：
日期：2015 年1 月9 日
目录
设计任务书
一、综合实验的目的与要求
二、设计框图及电路系统概述
三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算
四、调试过程及结果分析
五、设计、安装及调试中的体会
六、参考文献
《电子技术》综合实验
任务书
一、目的与要求
1.目的
1.1综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。

1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。

1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。

1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。

2.要求
2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。

2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。

要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。

2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。

2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。

利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。

2.5学会撰写综合实验总结报告。

2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。

要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。

2.7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。

二、主要内容
共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。

1.移位寄存器型彩灯控制器
2.智力竞赛抢答器
3.电子拔河游戏机
4.交通信号灯控制器
5.数字电子钟
6.电子密码锁
7.电子秒表
三、进度计划
四、设计（实验）成果要求
1.学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案；然后对方案中单元电路进行选择和设计计算；最后画出总体电路图。

2.预设计经指导教师审查通过后，学生即可向实验室领取所需元器件等材料，在面包板上组装、调试电路，使之达到设计指标要求。

3.在Multisim软件平台上学生可直接设计、仿真和实现，直至达到设计要求。

五、考核方式
综合以下指标评定课程设计总成绩：优、良、中、及格和不及格。

1.设计方案的正确性与合理性；
2.实验动手能力(安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力以及创新精神等)；
3.总结报告；
4.答辩情况(课题的论述和回答问题的情况)；
5.设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。

学生姓名：
指导教师：
年月日
一、课程设计(综合实验)的目的与要求
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。

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”至少由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LED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，由计分电路自动给该方加分一次，通过多次比赛以定胜负。

二、设计框图及电路系统概述
设计框图：
电路系统概述：在输入端，分别用A、B来代表甲、乙两方的力量的大小，在此规定1为有效信号，如果A=1,B=0，则表示甲的力量比乙大，如果A=0,B=1，则表示乙的力量比甲大，如
果A=1,B=1,则说明甲乙两方用力一样大，如果A=0,B=0，则说明甲乙两方都还没有用
力。

比赛开始后，一旦甲乙两方有任何一方开始输入有效信号，计数器就开始计数。

当
甲输入有效信号时，进行加计数，当乙输入有效信号时，进行减计数，使得电子绳上
的LED移动，但是如果甲乙两方在同时输入了有效信号，电子绳上的LED则不移动。

当一局比赛结束的时候，电子绳上的某一头的LED保持亮的状态，这时，甲乙的输
入信号都不再有效，此时，采用计分电路记录甲乙两人的比赛成绩，等到裁判宣布下
一场比赛开始之后，比赛才会开始，甲乙的输入才会有效。

三、各单元电路的设计方案及原理说明、参数计算
1、输入信号与控制电路的设计
用开关1、2代替甲、乙的输入
甲乙的输入可以相互控制，在有效时间里甲先输入则甲有效，乙先输入则乙有效
此信号控制电路由基本RS触发器、电阻以及开关来实现信号的输入
电路图如下：
2、控制电路的设计
控制电路主要用于控制时钟信号的输入
当裁判员宣布比赛开始，并且有一方有信号输入时，计数器就开始计数，此时有脉冲信号输入。

当甲、乙两方同时输入信号时，电子绳不发生移动，此时应无脉冲信号输入。

当本局拔河比赛结束，裁判员未宣布下一句比赛开始前，双方输入信号无效，即此时无脉冲输入。

分别用Q1、Q2来表示甲、乙输入信号情况，1表示有信号输入，0表示无信号输入。

以A、B分别表示电子绳是否移动到终点，一局比赛是否结束，A=1表示甲胜，B=1 表示乙胜。

L表示是否有脉冲信号输入，L=1表示有脉冲信号输入，L=0表示无脉冲信号输入。

脉冲信号用CP表示，输入脉冲信号用CPo表示
真值表
控制信号：L=QA’QB’A’B’+QA’QBA’B’+QAQB’A’B’
=(QA’+QB’)A’B’
=(QA QB)’A’B’
输入脉冲信号：CPo=(QA QB)’A’B’CP
3、计数器电路
由加减计数器构成，加减两端分别接控制门的两个输出端，若当甲有效时，就进行加计数，乙有效时则进行减计数。

一个74LS192加/减只能进行10位数计数，在这里使用两个74LS192来实现17位计数
计数器电路图：
4、译码器电路
一个74LS138译码器只能进行八进制译码，因此这里使用四个74LS138译码器来实现17位译码
译码器电路图：
5、电子绳电路
使用17个LED灯表示电子绳，由于74LS138的有效输出是0，因此在每个电子绳前加一个非门。

电子绳电路图：
6、计分电路
计分电路用于显示甲乙两方比赛得分成绩
当甲乙两方任意一方在一局比赛中获胜，则比赛结束，记录并显示其中一方的成绩。

计分电路采用74LS193加/减计数器。

当电子绳一头的LED灯亮时，比赛结束，计分电路74LS193加/减计数器获得一个计数脉冲，计数器加计数一下，获胜方成绩加一分，输的一方成绩不变。

当下一场比赛开始时，通过清零开关使计分电路的计数为0，从新计数。

计分电路电路图如下：
四、调试过程及结果分析
最终电子拔河游戏机电路图：
五、设计、安装及调试中的体会
六、参考文献
[1] 孙淑艳，电子技术实践指导书，中国电力出版社，第一版，2005
[2] 李旭彦, 电子技术综合实验-电气信息类,中国电力出版社，第一版，2010
[3] 李月乔，数字电子技术基础——北京，中国电力出版社，第一版，2008。