1、一、实验名称：拔河游戏机设计二、实验目的：为了理论结合实际的电子基础知识，验证，巩固和消化电子技术基本知识，综合应用数字电子技术解决生产第一线的实际问题，提高基本的专业动手能力，进一步培养分析问题和解决问题的能力，以后更好的为社会服务。3、实验任务：设计主要内容及要求 ：1、设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。2、电路使用 9 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
2、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。四、实验设计思路基本要求如下： （1）比赛开始时，由裁判(K)下达命令后，甲（A)乙(B)双方才能输入信号，否则，由于电路具有自锁功能，使输入信号无效。 （2） “电子绳”到少由 9 个 LED 管构成， 裁判下达“开始比赛”的命令后，位于“电子绳”中点的 LED 点亮。甲乙双方通过按键输入信号，使发亮的 LED 管向自己一方移动，并阻止其向对方延伸。当从中点至自己一方终点的 LED 管全部点亮时，表示比赛结束。这时，电路自锁，保持当前状态不变，除非由裁判使电路复位。五、总体设计方案：1、电路设计原理拔河游
3、戏机需用 15 个（或 9 个）发光二极管排列成一行，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，亮点向谁方向移动，每按一次，亮点移动一次。移控制 电路复位译码器整形电路选择开关可 逆计 数 器取 胜 计数 器中 心 显 示 线按钮A,B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。显示器显示胜者的盘数。2、实验电路框图3.逻辑电路原理图 1编码电路编码器有二个输入端，四个输出端，要进行加 / 减计数，因此选用74LS192 双时钟二进制同步加 / 减计数器来完成。2整形电路
4、74LS192 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、 B 键产生的脉冲加到 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、B 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。整形电路由与门 74LS08 和与非门 74LS00 构成。3译码
5、电路：由 4 线16 线译码器 CC4514 构成。译码器的输出 Y0Y 15 中选出 15个接电平指示灯，电平指示灯的负端接地，而正端接译码器；这样，当输出为高电平时电平指示灯点亮。比赛准备，译码器输入为 0000，Y 0 输出为 1，中心处指示灯首先点亮，当编码器进行加法计数时，亮点向右移，进行减法计数时，亮点向左移。4控制电路：为指示出谁胜谁负，需用一个控制电路。当亮点移到任何一方的终端时，判该方为胜，此时双方的按键均宣告无效。此电路可由或非门 74LS02构成。将双方终端指示灯的正接至或非门的 2 个输入端，当获胜一方为“1”，而另一方则为“0” ，或非门输出为“0” ，再送到 74L
6、S192 计数器的置数端 ，于是计数器停止计数，处于预置状态，由于计数器数据端LDD0、D 1、D 2、D 3 和输出 Q0、Q 1、Q 2、Q 3 对应相连，输入也就是输出，从而使计数器对脉冲不起作用。5胜负显示：将双方终端指示灯正极经与非门输出后分别接到一个 CC4518 和一个CC4514 计数器的 CP 端，CC4518 的两组 4 位 BCD 码分别接到实验箱中的两组译码显示器的 8、4、2、1 插孔上。当一方取胜时，该方终端指示灯发亮，产生一个上升沿，使相应的计数器进行加一计数，于是就得到了双方取胜次数的显示，若一位数不够，则进行二位数的级连。6复位为能进行多次比赛而需要进行复位操
7、作，使亮点返回中心点，可用一个开关控制 74LS192 的清零端 R 即可。胜负显示器的复位也应用一个开关来控制胜负计数器 CC4518 的清零端R，使其重新计数。CC4518 功能表下表所示，引脚排列见附录。输 入时钟CP清零RD使能EN输出功能 1 全部为 0 0 10 0 加计数 0 0 0 01 0 保持六、实验结论按图 1 制作完成后,经调试,电路工作正常,完全符合本实验任务要求.由脉冲发生器产生脉冲信号,经计数/译码器电路后,甲乙均能有效计数,当信号移动至S7 或 S9 时,将 CD4514 的输出锁存,此时脉冲的输入不引起输出状态的改变.经复位后,译码器输出回到 S0 并且进入工
8、作状态,即可重新游戏.七实验心得与体会经过一个多星期的努力和付出的汗水，终于把课程设计做完了。真是不容易呀，一份耕耘，一份收获。这次课程设计给了我许多收获。本次课程设计后我对数字电子技术有了更进一步的熟悉，实际操作和课本上的知识有很大联系，但又高于课本，一个看似很简单的电路，要动手把它设计出来就比较困难了，因为是设计要求我们在以后的学习中注意这一点，要把课本上所学到的知识和实际联系起来，同时通过本次电路的设计，不但巩固了所学知识，也使我们把理论与实践从真正意义上结合起来，增强了学习的兴趣，考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力。不仅这样，还使我熟悉掌握了WORD 文
9、档的编辑。通过设计拔河游戏机控制电路，让我对数字逻辑这门课有了更深刻的了解，对电子器件的认识也不再停留在字面上，实现了从理论到实践的飞跃。我了解到理论和实践是分不开的。只有理论不行，当你面对一堆元气件时，你会茫然不知所措；可只懂实践也不行，当别人问你为什么会这样，怎么样才算正确，你如果说凭感觉是不足以服人的。学习的目的就是去应用，只有实践才能将书本知识转化为实用的技能附件一：实验器件序号 名称 代号 型号或标称值1 4 线-16 线译码器 U1 CC45142 十进制同步加法计数器 U2 CC45183 十进制可逆计数器 U3 74LS1924 四 2 输入与非门 U4 74LS00 5 四 2 输入与门 U5 74LS086 电阻 R1，R2,R3,R4 1K7 发光二极管 L1L11 LED8 数码显示器 E1E2 7 段 LED主要器件说明：CC4518 双四位异步 BCD 码加法计数器Cr：异步清零端（复位端） ，高电平有效。CP，EN：计数器工作状态控制与时钟脉冲输入端。QD，Q C，Q B，Q A ：计数器四位数据输出端。输入 输出Cr CP EN QD QC QB QA清零 1 X X 0 0 0 0计数 0 1 BCD 码加法计数保持 0 X 0 保持计数 0 0 BCD 码加法计数保持 0 1 X 保持附件二：EWB 仿真图
