数电课程设计 射击自动报靶器

题目：射击自动报靶器班级：

目录

一、设计任务要求—————————1

二、方案设计与论证————————2

三、各单元电路设计与分析—————3

四、总体电路原理图及元器件清单——6

五、电路仿真及仿真结果分析————9

六、作品照片———————————9

七、结论与心得体会————————10

射击自动报靶器

一、设计任务与要求

1,用11个开关信号模拟环数取样信号,分别表示

(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10环,其中0表示没射中,每次射击完毕后立刻显示环数2,每个人可以射击5次,5次后射击次数自动清零,表示此人不能再射击3,自动统计累计环数并显示。

二,方案设计与论证

从设计要求可以看出是要设计出一个能够实现自动显示射击次数,单次射击环数,中靶次数以及中靶总次数的自动报靶器。由其功能可以看出在此设计中要用到编码器,计数器,加法器,寄存器,译码器,门电路以及一些基础元件来设计出相对应的功能。

1 设计方案

(1)电路原理框图

（2）设计思路

1开关信号模拟环数取样信号

选用十一个开关,分别代表打靶成绩:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10环,其中10环用一个显示,每次只有一个开关从高电平变到低电平。

2编码电路

选用74ls148优先编码器,将两个编码器,非门和与非门连接成16--4线优先编码器,对十一个摸拟信号进行编码。

3计数器电路

计数器电路分为射击次数计数和中靶次数计数两部分。两部分都选用74 ls160计数器,射击次数部分用反馈置零法接成5进制计数器,并用十一个开关模拟信号用组合逻辑电路连接成CP脉冲,当第五次射击完成立即清零。中靶次数部分则以优先编码器的四个输出通过组合逻辑电路连接成CP脉冲。

4显示电路

选用七段显示译码器对单次靶数,射击次数、中靶次数、中靶总次数进行显示。

5复位清零电路

通过一个接电源的开关连接在对中靶次数进行计数的74 ls160的CLR的端和两个寄存器的CLR的端,对中靶次数和总次数进行手动复位清零。

三、单元电路设计与参数计算

1、开关模拟环数取样信号电路单元设计

分析：该单元利用开关来模拟数字电路中的高电平与低电平，高电平用二进制数1表示，低电平用二进制数0表示。因此用十一个开关来摸拟高低电平，并送入芯片74LS184优先编码器早进行编码。从而达到了模拟打靶环数的目的。2、优先编码器单电路设计

分析：该单元电路用到两片74LS148优先编码器，将第1片的EO'接第2片的EI' 端，则只有当第1片没有编码输入信号时，第2片才能工作，这样就把两片74LS148进行了优先权排队，第1片的优先权高于第2片。由于每片74LS148本身已经对它的8个输入端按优先权高、低进行了排队，所以就形成了16—4优先编码器。输出最高位则由第一片的GS’产生。

3、计数器和CP脉冲单元电路设计

分析：射击次数计数部分的CP脉冲是由十一个开关模拟信号通过组合逻辑电路连接而成的，这个CP脉冲同时也是两个74LS175寄存器的CP脉冲。将计数器用反馈置零法接成5进制计数器，其它没有引脚接相应的高低电平。这样射击次数的功能就实现了。

中靶次数计数部分的CP脉冲则由编码单元电路的四个输出通过组合逻辑电路连接而成的。其它引脚接相应输入输出即可。

四总电路工作原理和元器件清单

1总原理图

2．电路完整工作过程描述（总体工作原理）

电路开始工作后，由开关控制输出模拟的环数取样信号，每次输出一组二进制代码，和一个由处理产生的CP脉冲。这组代码经过优先编码器进行编码并输出，然后在七段显示译码器上显示出这次射击的环数。同时统计中靶次数的计数器在以优先编码器输出处理而成的CP脉冲的作用下开始计数，每个下降沿的到来计数加一，当没射中时，则CP脉冲不产生下降沿，从而不加一。

而由开关模拟的环数取样信号处理而成的CP信号则直接对统计射击次数的计数器起作用，同样也是每个下降沿来时计数加一。这个CP信号还通过一个非门与两个74LS175寄存器的CLK相连，从而控制寄存器内容的更新，每一个上升沿更新一次。

优先编码器产生的四位二进制代码将输入到六位串行进位加法器中，与寄存器所寄存的数相加，相加后的结果就

寄存在寄存器中。

寄存器寄存的六位二进制数则输入六位二进制—8421BCD码转换组合逻辑电路中，经过转换后输出的8位8421BCD码能过两个七段显示译码器显示。以上过程重复5次后，由于统计射击次数的计数器被连接成五进制计数器，所以在计数到五时会立即清零。而统计中次数和寄存器不被清零，分别计下了一个选手的中靶次数和总成绩。等到计下成绩后，经手复位清零电路对其进行清零复位。

3．元件清单

五.电路仿真

六.作品照片

七.结论与心得

在这次设计中遇到了很多实际性的问题，在实际设计中才发现，书本上理论性的东西与在实际运用中的还是有一定

的出入的，所以有些问题不但要深入地理解，而且要不断地更正以前的思维。一切问题必须要靠自己一点一滴的解决，而在解决的过程当中你会发现自己在飞速的提升。对于教材管理系统，其理论知识相对而言是比较简单的，主要是讲解一些基本的概念以及一些简单的设计中需要用到的一些基本芯片的排线，各个接口的功能以及整个芯片可以实现的功能，然而程序设计是一个很灵活的东西，它不仅需要你对一些基本芯片的功能的了解，而且还需要你解决问题的逻辑思维能力和创新能力，而且逻辑思维能力和创新能力才是一个设计的灵魂所在。因此在整个设计过程中大部分时间是用在设计是如何实现上面的。很多子功能的实现是可以借鉴书本上的一些基本芯片的功能的，但怎样衔接各个子程序才是关键的问题所在，这需要对系统的结构很熟悉。因此可以说系统的设计是各个子功能协调合并才能够实现的。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经有了一定的掌握，但在运用到实践的过程中仍有很多想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。通过这次对电子自动报靶器的设计，让我了解到数字电子技术电路设计的基本步骤，也让我了解到了关于电子自动报靶器的设计原理以及设计理念；要设计数字电子电路首先要对该次设计要达成的主要功能进行了解，其次就是要对可以实现相关的功能的元器件进行选择。想要完成电子电路的设计，就需要对课本知识