电子课设

电子技术

课程设计

题 目： 拔河游戏机 院（系、部）： 机电工程学院 学 生 姓 名： 董舒凡 指 导 教 师： 刘金华 郭秀梅

2013年12月30日至2014年1月10日

Hebei Normal University of Science & Technology 专业： 电气自动化技术 学号： 0426120105

拔河游戏机

摘要

拔河游戏机是一种用数字信号模拟拔河比赛的实验装置。比赛双方通过控制指示灯的

移动方向来模拟绳子被拉向哪一方，当指示灯先到达某一方的终点时，则判该方取胜。

本课程设计的内容就是采用74LS00、74LS193、4线－16线译码器CC4514、74LS02、CC 4518设计的一个电子拔河游戏机，该游戏机具有整形、计数、译码、控制、复位等功能，设计原理简单易懂，所设计的游戏机的游戏规则和真的拔河比赛规则相类似。拔河游戏机共有9个发光二级管，开机后只有中间一个发亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地，不断地按动以产生脉冲，谁按的快，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发亮，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。

本实验使我们进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力。

关键字：数字信号计数器译码器

I

目录

1 设计任务及要求 (1)

1.1 设计任务及技术指标 (1)

1.2设计要求 (1)

2 方案论证及电路原理 (1)

2.1方案论证 (1)

2.2整体电路的工作原理 (1)

2.2.1电路设计思路 (1)

2.2.2电路设计原理 (2)

3 单元电路的设计与参数计算 (3)

3.1编码电路 (3)

3.2整形电路 (3)

3.2.1整形电路的设计 (3)

3.2.2整形电路电路图 (4)

3.3计数电路 (4)

3.3.1计数电路的设计 (4)

3.3.2计数电路电路图 (4)

3.4译码电路 (5)

3.4.1译码电路的设计 (5)

3.4.2译码电路电路图 (5)

3.5控制电路 (5)

4 电路图及元器件明细 (6)

4.1主电路图 (6)

4.2元器件清单 (9)

5 设计总结与心得体验 (11)

5.1设计总结 (11)

5.2心得体验 (11)

附录：各逻辑门的引脚图 ....................................................................................................... A

II

1 设计任务及要求

1.1 设计任务及技术指标

拔河游戏机用9个发光二极管排成一行，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，亮点向谁的方向移动，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。

用译码器、可逆计数器、十进制计数器、与门、异或门等组成电路。

1.2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15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。

6．根据设计要求合理选择方案。

2 方案论证及电路原理

2.1方案论证

该控制系统由输入、输出和控制器模块构成。输入模块完成裁判启动命令和两个按钮信号的输入，其逻辑关系由门电路实现；控制器模块完成对输入脉冲信号的统计，由可预置加／减计数器构成,其预置数为0100，作为加／减计数的起点，加／减计数的脉冲源分别取自两个按钮信号，计数器输出状态变量进入输出模块；输出模块完成计数器统计信号的翻译与显示(可由发光二极管完成)并给出一个此次比赛结束信号。

2.2整体电路的工作原理

2.2.1电路设计思路

1．该设计的主要任务是控制“电子绳”发亮的LED管由中点向速度快的一方移动，而阻止向另一方移动。用可预制的加/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”时，使其作加运算而发亮的LED向增大的一方移动，相反，当输入“减脉冲”时，发亮的LED向相反的方向移动。

2．当一局比赛结束，即发亮的LED移动某一方的终点时，由点亮该终点灯的信

号使电路封锁加/减脉冲信号的作用，既实现电路的自锁，使加/减脉冲无效。同时，使电路自动加分。 3．控制电路部分应能够控制由振荡器产生的脉冲信号进入计数器的加/减脉冲输入端，其进入方向由参赛双方输入的按键信号决定。

2.2.2电路设计原理

拔河游戏机用15个电平指示灯排列成一行，开机后只有中间一个点亮，有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，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。

图1电子拔河游戏机原理框图

甲方队员乙方队员

脉冲产生器可逆计

数器

译码器

数码管显示电路

乙方赢的盘数

甲方赢的盘数

控制器

复位

图2 拔河游戏机的电路框图

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