拔河游戏机报告.docx

拔河游戏机报告.docx一、 概述
电子线路课设是电子线路技术基础课程的实践性教学环节，本次 课设主要内容为设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。使其能够满 足下列条件：
裁判下达比赛开始命令前电路具有自锁功能，使输入信号无效。
2•“电子绳”由15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。此时电路自锁，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。
，通过多次比赛以定胜负。通过甲乙两方按钮使 发光的LED到达己方终端以赢取比赛。
二、 方案论证
通过设计一个整形电路，可逆计数器，译码器输出信号使电子绳 亮，分出胜负后计分器开始计分，以分多者赢。
方案一：
方案一原理框图如图1所不。
按键A——甲方 按键B—乙方
控制电路
复位
图1模拟拔河电路的原理框图
此方案中用两个开关表示A, Bo通过脉冲电路产生CP信号，分 别作为可逆计数器的加减脉冲信号，再通过4线——16线译码器控 制电子绳的亮灭。最后由计分器显示甲方、乙方胜利的次数。裁判通 过开关C来控制计数器的工作状态，以达到命令的作用。
方案二：
此方案用74LS00及74LS08构成电路来代替方案一中555整形电 路，用两片74LS192代替73LS193构成可逆计数器，其他部分电路不 变。
本设计采用的是方案一，555构成多谐振荡电路实现产生脉冲稳 定且周期可通过电阻变化加以调整，74LS193只需用一片即可达到实 验效果，较容易实现，降低了电路的复杂程度且性价比较高。
三、电路设计
1•整形电路
其方框图及各电路的输出电压波形如图2所示。
图2整形电路方框图
整形电路由两片555构成。在两片555芯片与VCC之间分别加一
个开关，表示甲方、乙方按键。由555构成一个占空比很大的多谐振
荡器，Klout (K20Ut)为输出。如图3。
Rl=14kQ , R2=500Q , C2=10n F 时，经计算可得:
T= (R1+2R2) Cln2=104. Oms
Tl=(Rl+R2)Cln2=100. 5ms 占空比 q=Tl/T=96. 63%
当选手按一下按钮,产生一个脉冲，输出一个占空比很大的信号。 因为
74LS193是可逆计数器，控制加减的CP脉冲分别加至5脚和4脚, 此时当电路要求进行加法计数时，减法输入端CPd必须接高电平；进 行减法计数时，加法输入端CPu也必须接高电平，若直接由A、E键产 生的输出脉冲Klout (K20Ut)加到5脚或4脚，那么就有很多时机在进行 计数输入时另一计数输入端为低电平，使计数器不能计数，双方按键 均失去作用，拔河比赛不能正常进行。加一整形电路，使A、E二键出 来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲，这样就减少了进行某 一计数时另一计数输入为低电平的可能性，从而使每按一次键都有可 能进行有效的计数。通过555可以进行有效地整形。
可逆计数器计数及裁判控制电路
可逆计数器由一片74LS193构成。电路图如图4所示。4脚与5 脚分别接入氏A经整形后输出的脉冲信号及Klouto 14脚位复位 端，接入一单刀双掷开关C,开关另一端分别接地和电源VCC。当14 脚接高电平时，计数器清零且不工作，此时CP脉冲对计数器无效。11 脚接入电子绳两终端LED信号K3°ut及K4°m经或非门后输出的信号。当 11脚为低电平时，计数器停止计数，处于预置状态。
11
图4 74LS193可逆计数器及裁判控制电路
K3out
K40ut
Qcout
QDout
未开始比赛时，裁判按键C接VCC,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只电平指示灯点亮 (Yo)o比赛开始时，将C移至低电平一端，计数器开始工作。当按动 A、E两个按键时，产生的两个脉冲信号农圖及Klout,分别加到可逆 计数器上，甲方较快时可逆计数器进行加法计数，乙方较快时进行减 法计数。输出的代码经译码器译码后驱动电平指示灯点亮并产生位 移，当亮点移到任何一方终端后，此方终端灯亮，信号(K3°e或K4°Q 经过一个或非门74LS02,输出低平信号。电路被锁定，计数器停止计 数，处于预置状态，由于计数器数据端A、B. C、D和输出帚Q, Qc、 Qd对应相连，则输入也就是输出，从而使计数器对脉冲不起作用。即 实现自锁功能。
3. 4线——16线译码器
译码器由一片CC4514构成，四个输入端口分别接入可逆计数器输 出信号QAout-Qnout,