數(shù)電拔河比賽游戲機(jī)multisim仿真與設(shè)計(jì)報(bào)告

設(shè)計(jì)拔河游戲機(jī)用9個(gè)發(fā)光二極管排成一行，開機(jī)后只有中間一個(gè)點(diǎn)亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個(gè)按鍵，迅速地、不斷地按動(dòng)產(chǎn)生脈沖，誰(shuí)按得快，亮點(diǎn)向誰(shuí)的方向移動(dòng)，每按一次，亮點(diǎn)移動(dòng)一次。移到任一方終端二極管點(diǎn)亮，這一方就得勝，此時(shí)雙方按鍵均無(wú)作用，輸出保持，只有經(jīng)復(fù)位后才使亮點(diǎn)恢復(fù)到中心線。用譯碼器、可逆計(jì)數(shù)器、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、與門、與非門等組成電路。

1. 可逆計(jì)數(shù)器74LS193原始狀態(tài)輸出4位二進(jìn)制數(shù)0000，經(jīng)譯碼器輸出使中間的一只電平指示燈X1點(diǎn)亮。當(dāng)按動(dòng)A、B兩個(gè)按鍵時(shí)，分別產(chǎn)生兩個(gè)脈沖信號(hào)，經(jīng)整形后分別加到可逆計(jì)數(shù)器上，可逆計(jì)數(shù)器輸出的代碼經(jīng)譯碼器譯碼后驅(qū)動(dòng)電平指示燈點(diǎn)亮并產(chǎn)生位移，當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方終端后，由于控制電路的作用，使這一狀態(tài)被鎖定，而對(duì)輸入脈沖不起作用。如按動(dòng)復(fù)位鍵，亮點(diǎn)又回到中點(diǎn)位置，比賽又可重新開始，

2.編碼電路

采用74LS192十進(jìn)制可逆技術(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)

1.編碼電路的設(shè)計(jì)：     由雙時(shí)鐘二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74LS193d構(gòu)成，它有2個(gè)輸入端，4個(gè)輸出端，能進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)。通過(guò)編碼器來(lái)控制電平指示燈的顯示，加計(jì)數(shù)時(shí)向右移動(dòng)，進(jìn)行減計(jì)數(shù)時(shí)，向相反方向移動(dòng)。電路圖所示：          

編碼電路設(shè)計(jì)圖    2.整形電路設(shè)計(jì)：     由與門74LS08和與非門74LS00構(gòu)成。因74LS193是可逆計(jì)數(shù)器，控制加減的CP脈沖分別加至5腳和4腳，此時(shí)當(dāng)電路要求進(jìn)行加法計(jì)數(shù)時(shí)，減法輸入端CPD必須接高電平：進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí)，加法輸入端CPU也必須接高電平，若直接由A、B鍵產(chǎn)生的脈沖加到5腳或4腳，就有很多時(shí)機(jī)在進(jìn)行計(jì)數(shù)輸入時(shí)另一計(jì)數(shù)輸入端為低電平，使計(jì)數(shù)器不能計(jì)數(shù)，雙方按鍵均失去作用，拔河比賽不能正常進(jìn)行。加一整形電路，使A、B二鍵出來(lái)的脈沖經(jīng)整形后變成一個(gè)占空比很大的脈沖，這就減少了進(jìn)行某一計(jì)數(shù)時(shí)另一計(jì)數(shù)輸入為低電平的可能性，從而使每一次鍵都有可能進(jìn)行有效的計(jì)數(shù)。電路圖如圖所示：

3.譯碼電路

譯碼器由4514BD構(gòu)成。譯碼器的輸出X1~X15個(gè)接電平指示燈，電平指示燈的負(fù)端接地，而正端接譯碼器：這樣，當(dāng)輸出為高電平時(shí)電平指示燈點(diǎn)亮。   

比賽準(zhǔn)備，譯碼器輸入為0000，X1輸出為1，中心處只是燈首先點(diǎn)亮，當(dāng)編碼器進(jìn)行加法計(jì)數(shù)時(shí)，亮點(diǎn)向由移，進(jìn)行減法計(jì)數(shù)時(shí)，亮點(diǎn)向左移。

4.控制電路

為指示出誰(shuí)勝誰(shuí)負(fù)，需用一個(gè)控制電路。當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方的終端時(shí)，判該方為勝，此時(shí)雙方的按鍵均宣告無(wú)效。此電路用74ls02來(lái)控制，其為一或非門電路，當(dāng)獲勝一方為“1”，而另一方則為“0”，異或非門輸出為“1”，經(jīng)非門產(chǎn)生低電平“0”，在把“0”送人193中計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，處于預(yù)置狀態(tài)，由于計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)端A、B、C、D和輸出端QA、QB、QC、QD對(duì)應(yīng)相連，輸入也就是輸出，從而使計(jì)數(shù)器對(duì)輸入脈沖不起作用。

由異或門74LS05和或門74LS32構(gòu)成，其作用是指示出誰(shuí)勝誰(shuí)負(fù)。當(dāng)亮點(diǎn)移到任何一方的終端時(shí)，判該方為勝，此時(shí)雙方的按鍵均宣告無(wú)效。將雙方終端指示燈的正接至異或門的2個(gè)輸入端，當(dāng)獲勝一方為“1”，而另一方則為“0”，異或門輸出為“1”，經(jīng)與非門產(chǎn)生低電平“0”，再送到74LS193計(jì)數(shù)器的置數(shù)端，于是計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，處于預(yù)置狀態(tài)，由于計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)端D0,D1,D2,D3和輸出Q0,Q1,Q2,Q3對(duì)應(yīng)相連，輸入也就是輸出，從而使計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖不起作用。電路圖如圖示。

四、總原理圖及元器件清單

1．總原理圖

2．元件清單

仿真軟件   Multisim  11.0

4514BD     4線—16線譯碼器

74LS193    同步二進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器

74LS00     四2輸入與非門

74LS08     四2輸入與門

74LS05     四2輸入異或門

74LS32     四2輸入或門

十段數(shù)碼管

電容

單刀雙置開關(guān)

五、安裝與調(diào)試

1. 檢查電路的完整性和正確性，確保沒有交叉短路和斷路的線。
2. 在電源的接入端接+5V電源。
3. 開機(jī)后看看是否只有在拔河繩子中間的發(fā)光二極管亮。

六、性能測(cè)試與分析

譯碼電路： 74LS192芯片是同步BCD十進(jìn)制譯碼器，輸出0000-1010！由74LS138x2組成的4-16線譯碼器輸出0000-1111，所以在拔河時(shí)候會(huì)出現(xiàn)LED全滅情況！

七、結(jié)論與心得

這次的課程設(shè)計(jì)雖然短暫，但讓我們學(xué)到了很多，那是課本上無(wú)法學(xué)到的。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，讓我明白了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性，理論固然重要，但是實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，使我們加強(qiáng)了動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力，了解了一般電子電路的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)了初步獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)查閱書籍和文獻(xiàn)資料，進(jìn)一步熟悉了常用電子器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則，進(jìn)一步掌握了電子儀器的正確使用方法。同時(shí)我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況，自認(rèn)為合理的電路連接總是遇到問(wèn)題，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間很多，所以讓我明白了這正是缺乏鍛煉的表現(xiàn)和這次課程設(shè)計(jì)的重要性。做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用，現(xiàn)在有些溫故知新的感覺。

在此，感謝學(xué)校和老師給我們鍛煉的機(jī)會(huì)，讓我們學(xué)到很多。

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