乒乓球比赛模拟机的设计 课程设计

徐州师范大学科文学院本科生课程设计

课程名称：电子线路课程实训

题目：乒乓球比赛模拟机的设计

专业班级： 11电信1

学生姓名：

学生学号： 118326115

日期： 2013/06/01

指导教师：

科文学院教务部印制

一、课程设计目的、任务和内容要求：

本次课程设计的内容是独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计，采用EWB 电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。通过这次课程设计让我们了解和熟悉了乒乓球游戏机的原理和Multisim 仿真设计软件的操作，也让我们加深了解了对双向移位寄存器、555触发器及、加法器及逻辑门电路的一些实际用途，并将理论与实践相结合。

本课程设计的任务就是独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计，采用EWB 电路仿真设计软件完成乒乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试，在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的设计。

鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。

具体设计任务如下：

乒乓球比赛是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游戏（也可以不用裁判），乒乓球比赛模拟机是用发光二极管（LED ）模拟乒乓球运动轨迹的电子游戏机。

时钟电路

甲方记分显示 乙方记分显示 发球次数显示 音 响 电 路

甲方

乙方

裁判 发 光 二 极 管 排 组

控 制

电 路

双 向 移 位 寄 存 器

乒乓球比赛模拟机框图

设计要求：

1、基本部分

(1) 至少用8个LED排成直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中一个点亮的LED（乒乓球）依次从左到右，或从由到左移动，“球”的移动速度能由时钟电路调节。

(2) 当球（被点亮的那只LED）移动到某方的最后一位时，参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向，即表示启动球拍击中，若行动迟缓或超前，表示未击中或违规，则对方得一分。

(3) 设计自动记分电路，甲乙双方各用一位数码管显示得分，每记满9分为一局。2、发挥部分(选做)

(1) 甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权，每得5分自动交换发球权，拥有发球权的一方发球才能有效。

(2) 发球次数能由一位数码管显示。

(3) 一方得分，电路自动响铃3秒，此期间发球无效，等铃声停止后方可比赛。

课题任务要求

1、画出总体设计框图，以说明乒乓球比赛游戏机由哪些相对独立的功能模块组成，标出各个模块之间互相联系，时钟信号传输路径、方向和频率变化。并以文字对原理作辅助说明。

2、设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。

3、选择合适的元器件，在EWB上连接验证、仿真、调试各个功能模块的电路。在连接验证时设计、选择合适的输入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的仿真、调试和故障排除。

4、在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和连接，进行合理布局，进行整个数字钟电路的连接验证、仿真、调试。

5、自行接线验证、仿真、调试，并能检查和发现问题，根据原理、现象和仿真结果分析问题所在，加以解决。学生要解决的问题包括元器件选择、连接和整体设计引起的问题。

二、进度安排：

第１~3天：查找资料，熟悉乒乓球比赛模拟机的设计原理，给出设计总体方案；第4~6天：各模块的详细设计；

第7~12天：硬件连线，调试；

第13~14天：写课程设计报告。

三、主要参考文献：

1．谢自美. 电子线路设计-实验-测试[M] .武汉:华中科技大学出版社, 2000

2．康华光.电子技术基础模拟部分.第5版.北京：高等教育出版社，2006 .485-500 3．康华光.电子技术基础数字部分.第5版.北京：高等教育出版社，2006.1-430 4．电子电工教研室.2007.电子技术实验.华南农业大学工程学院

指导教师签字：

年月日

目录

摘要.................................................................................................II Abstract.............................................................................................II 1绪论 (1)

1.1选题背景 (3)

1.1.1 课题目的及意义 (3)

1.1.2 课题的内容和要求 (3)

1.2 方案选择 (5)

2电路组成和工作原理 (5)

3单元电路的设计 (6)

3.1 球台电路的设计 (6)

3.2驱动控制电路的设计 (8)

3.3计分电路的设计 (9)

4总体电路的设计 (10)

5结果分析 (11)

6总结 (12)

7参考文献 (13)

附录A 仿真结果图 (13)

摘要

本文给出了乒乓球比赛模拟及计分器的功能设计和原理框图，建立了各功能模块的模型，分析了其设计原理和实现方法。在设计中，充分利用了CD4017计数器的功能和发光二极管实现对乒乓球运动轨迹的模拟，利用555组成脉冲产生电路、延时电路和开关去抖动电路。另一方面，利用LS90计数器、CD4511译码器和相应的逻辑门组成了计分器电路，单局比分为11进制，总比分为五局三胜制。设计中共有四个开关，分别是裁判控制开关、甲乙击球开关和清零开关，此外还有控制乒乓球运动速度的可调电位器。关键词：乒乓球比赛; 模拟电路; 计分器; 电子线路设计; CD4017;

Abstract

In this paper, the table tennis simulation and score indicator function design and principle block diagram, established the functional modules of the model, and analyzes the design principle and method. In the design, make full use of the function of the CD4017 counter and light-emitting diodes for table tennis trajectory of realize simulation, the use of 555 pulse circuits, delay circuit and switch to dither circuit. On the other hand, use LS90 counter, CD4511 decoder and corresponding logic gates formed score indicator circuit, single innings score of the 11 into the system, the total score of the five sets. The design of the communist party of China has four switch, respectively is the referee control switch, party a switch and hit the reset switch, in addition to control table tennis movement speed adjustable potentiometer.

Keywords：The table tennis; Analog circuits; JiFenQi; Electronic circuit design; CD4017;