愿望歌词-我和祖父的园子

课程设计说明书
课程名称：

题 目：






数字电子技术课程设计
拔河游戏机

课 程 设 计 任 务 书

一、 设计题目
拔河游戏机
二、 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15个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间的发光二极亮。
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，只有当裁判按动复位后，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。


三、 进度安排
1.认真思考和理解所选题目的有关要求，大致知道要求做什么。
2.根据实验的设计要求，到图书馆或上网查找相关的资料，了解拔河游戏
机的工作原理。 < br>3.学习数字电路中触发器、计数器、译码显示器等单元电路的设计及综合
应用，掌握逻辑电路的 设计与测试方法，等。
4.综合相关的资料，设计实验方案。
5．根据所设计方案，用仿真软件进行电路仿真。
6．根据要求撰写实验报告。

四、 总评成绩








指导教师
学生签名


目 录
2

一．设计任务分析
„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
二．拔河游戏机的总体方案设计„
„„„„„„„„„„„„1
2．1设计思路„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
2．2电路原理图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
2．3电路工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3
2．4各单元电路的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„3
三．元器件的使用
„„„„„„
„
„„„„„„„„„„„„„6
四．总结
„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
4.1实验评价 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7
4.2心得体会 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
参考文献
„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8
附录
„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8






















3

一、
设计任务分析
本课题的主要任务是让 拔河游戏机的电平指示灯由中点向我方延伸，
而阻止其向对方延伸。可以设想用可预置的加减计数器作主 要器件，用
计数器的输出状态通过译码器控制电平指示灯的显示状态。如当计数器进
行加法计数 时，发亮的电平指示灯向甲方延伸，相反，进行减法计数时，
发亮的电平指示灯向相反方向移动。当移动 到一方的终点就就把电路锁
定，此时双方按键均无作用，只有裁判员按了复位按键双方才能继续下一盘的比赛，而计数器就记录双方的获胜的次数。
二、
总体方案设计
2．1 设计思路：
(1)本课题所设计的拔河游戏机由15个电平指示灯排列成一行，开
机之后只有 中间一个电平指示灯亮，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。移到任一方终端指示灯点亮，这一
方就获胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经裁判复位后才使
亮点恢复到中心线。
( 2)当一局比赛结束后,由点亮该终点灯的信号使电路封锁加减脉冲
信号的作用.即实现电路自锁,使加 家减脉冲无效。同时，使计分电路自动
加分。
(3)控制电路部分应能控制由振荡器产生的脉 冲信号进入计数器的加
减脉冲的输入端，其进入方向则由参赛双方的按键信号决定。
2．2 电路原理图：
图一， 图二分别为拔河游戏机的电路框图、整机逻辑图。

4

2．3 电路工作原理：
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Y
0
点亮 。当按动A、B两个按键时，分别产生两
个脉冲信号，经整形后分别加到可逆计数器上，可逆计数器输出 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，由于控制 电路的作用，使这一状态被锁定，而对输入脉冲不起作用。
如按动复位键，亮点又回到中点位置，比赛又 可重新开始。
将双方终端指示灯的正端分别经两个与非门后接到2个十进制计数器
CC451 8的使能端EN，当任一方取胜，该方终端指示灯点亮，产生1个下
降沿使其对应的计数器计数。这样， 计数器的输出即显示了胜者取胜的盘
数。
2．4 各单元电路的设计：
1.编码电路的设计：
由双时钟二进制同步可逆计数器74LS193构成，它有2个输入端 ，4
个输出端，能进行加／减计数。通过编码器来控制电平指示灯的显示，加
计数时向右移动， 进行减计数时，向相反方向移动。电路图如下：
5

2.整形电路设计：
由与门74LS08和与非门74LS00构成。因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CP
D
必须接高电平；进行减法计数时，加法输入端CP
U
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，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。电路图如下图所示：

3.译码电路：
由4线－16线译码器CC4514构成。译码器的输出Y
0
～Y
15
中选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。
电路图如下图所示：

6

4.控制电路：
由异或门74LS86和与非门74LS00构成，其作用是 指示出谁胜谁负。
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。
将 双方终端指示灯的正接至异或门的2个输入端，当获胜一方为“1”，而
另一方则为“0”，异或门输
LD
出为“1”，经与非门产生低电平“0”，再送
到74LS193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D
0
、D
1
、D
2
、D
3
和输出Q
0
、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。电路图如下图 所示：

5.胜负显示：
由计数器CC4518和译码显示器构成。将双方终端指 示灯正极经与非门
输出后分别接到2个CC4518计数器的EN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1位数不 够，则进行2位数的级连。
电路图如下：

6.复位控制：
74LS19 3的清零端CR接一个电平开关，作为一个开关控制，进行多次
比赛而需要的复位操作，使亮点返回中心 点。
CC4518的清零端R
D
也接一个电平开关，作为胜负显示器的复位来控制< br>胜负计数器使其重新计数。其中CC4518功能表下表所示：
输 入
时钟 清零 使能
CP R
D
EN
×
1
×
7

输出功能
全部为0

↑
0
↓
×
0
0
0
0
1
↓
×
↑
加计数
保持
↑
0 0
1 0
↓

三、
元器件的使用及其引角图：
3．1元器件的选用：

CC4514 4线—16线译码器 1
CC4518 双同步十进制计数器 2
74LS193 同步二进制可逆计数器 1
74LS00 四2输入与非门 3
74LS08 四2输入与门 1
74LS86 四2输入异或门 1
电阻： 1KΩ 4
开关 4
万用表 1
导线 80-90
灯泡 或LED 9
共阴式LED数码管
2

(各原器件的引角图见附录)
四、
电路仿真结果：
8

片
片
片
片
片
片
个
个
个
个 2个
个

五、
总结
4．1 实验评价：
本课题所设计的拔河游戏机主体大概是 由15个电平指示灯组成“电子
绳”，由可逆计数器74LS193构成编码电路，由译码器CC451 4构成译码器电
路，由计数器CC4518作为胜负的显示。但不难想象，73LS193可以由两片
的74LS192组成16进制计数器所代替， 这一点是可以改进的。还有就是电
路的主体部 分还可以用移位寄存器所代替，由于时间的关系，留待以后思考。


4．2 心得体会：

课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提 出,分析和解决实际
问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察
过程. 回顾起此次拔河游戏机课程设计，至今我仍感慨颇多，的确，从选题
到定稿，从理论到实践，在 这一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但
是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前 所学过的知识，而
且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了
理 论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的
9

理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手
能力和独立思考的能 力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，
这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题 ，同时在设计的过程中发
现了自己的很多的不足，自己知识的很多漏洞，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说触发器的运用还是不怎么熟识，对
73LS193计数器的逻辑 功能还是不怎么了解,„„看到了自己基础知识还是
不够扎实，实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的 能力还待急需提高。通
过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。在这个过程中，
也曾经因为实践经验的缺乏失落过，也曾经仿真成功而热情高涨。生活就是
这样，汗水预示着结果也见 证着收获。虽然这只是一次的较简单的课程设计，
可是也耗费了我们不少的心血。无论如何，就当它是一 次数电的复习课吧！
为期考作了一次好好的复习！
通过这次的课程设计，知识上的不但有了重 要收获，精神上的丰收更加
可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成< br>就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一
份财富，经历是一份拥 有。这次课程设计必将成为我大学旅途上一个非常美
好的回忆！


参考文献：
1、《电子技术基础 实验与课程设计》 高吉祥主编 电子工业出版社
2、《电子线路实验》(第二版) 方建中主编 浙江大学出版社
3、《数字电路 设计与制作》 彭军译主编 科学出版社
4、《电子技术基础（数字部分）》第四版 康华光主编 高等教育出版社
5、《电子技术课程设计指导》 彭芥华主编 高等教育出版社
附录:
各元器件的引角图：
(1) 74LS00 四2输入与非门

(2) 74LS08 四2输入与门
10

(3) 74LS193 同步二进制可逆计数器

(4) 74LS86 四2输入异或门

(5) CC4518 双同步十进制计数器

(6) CC4514 4线—16线译码器


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