數電拔河比賽游戲機multisim仿真與設計報告

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2021-7-29 18:22 上傳

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函數發生器的設計與制作拔河游戲機的設計、設計任務與要求

設計拔河游戲機用9個發光二極管排成一行，開機后只有中間一個點亮，以此作為拔河的中心線，游戲雙方各持一個按鍵，迅速地、不斷地按動產生脈沖，誰按得快，亮點向誰的方向移動，每按一次，亮點移動一次。移到任一方終端二極管點亮，這一方就得勝，此時雙方按鍵均無作用，輸出保持，只有經復位后才使亮點恢復到中心線。用譯碼器、可逆計數器、十進制計數器、與門、與非門等組成電路。

二、方案設計與論證

三、單元電路設計與參數計算

1. 可逆計數器74LS193原始狀態輸出4位二進制數0000，經譯碼器輸出使中間的一只電平指示燈X1點亮。當按動A、B兩個按鍵時，分別產生兩個脈沖信號，經整形后分別加到可逆計數器上，可逆計數器輸出的代碼經譯碼器譯碼后驅動電平指示燈點亮并產生位移，當亮點移到任何一方終端后，由于控制電路的作用，使這一狀態被鎖定，而對輸入脈沖不起作用。如按動復位鍵，亮點又回到中點位置，比賽又可重新開始，

2.編碼電路

采用74LS192十進制可逆技術器來實現

1.編碼電路的設計：     由雙時鐘二進制同步可逆計數器74LS193d構成，它有2個輸入端，4個輸出端，能進行加/減計數。通過編碼器來控制電平指示燈的顯示，加計數時向右移動，進行減計數時，向相反方向移動。電路圖所示：

         

編碼電路設計圖    2.整形電路設計：     由與門74LS08和與非門74LS00構成。因74LS193是可逆計數器，控制加減的CP脈沖分別加至5腳和4腳，此時當電路要求進行加法計數時，減法輸入端CPD必須接高電平：進行減法計數時，加法輸入端CPU也必須接高電平，若直接由A、B鍵產生的脈沖加到5腳或4腳，就有很多時機在進行計數輸入時另一計數輸入端為低電平，使計數器不能計數，雙方按鍵均失去作用，拔河比賽不能正常進行。加一整形電路，使A、B二鍵出來的脈沖經整形后變成一個占空比很大的脈沖，這就減少了進行某一計數時另一計數輸入為低電平的可能性，從而使每一次鍵都有可能進行有效的計數。電路圖如圖所示：

3.譯碼電路

譯碼器由4514BD構成。譯碼器的輸出X1~X15個接電平指示燈，電平指示燈的負端接地，而正端接譯碼器：這樣，當輸出為高電平時電平指示燈點亮。   

比賽準備，譯碼器輸入為0000，X1輸出為1，中心處只是燈首先點亮，當編碼器進行加法計數時，亮點向由移，進行減法計數時，亮點向左移。

4.控制電路

為指示出誰勝誰負，需用一個控制電路。當亮點移到任何一方的終端時，判該方為勝，此時雙方的按鍵均宣告無效。此電路用74ls02來控制，其為一或非門電路，當獲勝一方為“1”，而另一方則為“0”，異或非門輸出為“1”，經非門產生低電平“0”，在把“0”送人193中計數器停止計數，處于預置狀態，由于計數器數據端A、B、C、D和輸出端QA、QB、QC、QD對應相連，輸入也就是輸出，從而使計數器對輸入脈沖不起作用。

由異或門74LS05和或門74LS32構成，其作用是指示出誰勝誰負。當亮點移到任何一方的終端時，判該方為勝，此時雙方的按鍵均宣告無效。將雙方終端指示燈的正接至異或門的2個輸入端，當獲勝一方為“1”，而另一方則為“0”，異或門輸出為“1”，經與非門產生低電平“0”，再送到74LS193計數器的置數端，于是計數器停止計數，處于預置狀態，由于計數器數據端D0,D1,D2,D3和輸出Q0,Q1,Q2,Q3對應相連，輸入也就是輸出，從而使計數器對脈沖不起作用。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    同步二進制可逆計數器

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

十段數碼管

電容

單刀雙置開關

五、安裝與調試

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. 開機后看看是否只有在拔河繩子中間的發光二極管亮。

六、性能測試與分析

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

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