基于Multisim的拔河游戏机

安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）1电子线路课程设计论文题目拔河游戏机学院信息工程学院专业电子信息工程班级08信工（2）班学号200883080200883083姓名熊海清刘春指导老师高玲老师2011年4月安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）2摘要本课程设计的内容是由信号发生器电路、可逆计数/译码器电路、胜负显示电路和控制电路四部分组成设计的一款电子拔河游戏机。信号产生电路通过开关选择接地还是接电源产生的脉冲，经过由与非门和与门组成的RS触发器整形电路整形后脉冲信号。可逆计数/译码电路中的计数器采用集成芯片二进制可逆计数器74ls192，译码器采用集成芯片4线－16线译码器CC4514。由脉冲变化来控制9个发光二极管的亮灭，从而模仿现实生活中拔河的要求，并由计数器CC4518记录下两边的比分，在显示器DCD_hex上显示。经调试仿真效果均达到课程设计要求。关键词：信号发生器；可逆计数/译码器；74ls192；CC4514AbstractOurcurriculumdesignofprogramme-circuitisthesignal,non-reversingcountdecodingcircuitorcircuitintheshowandthecontrolcircuitoffoursectionsofthedesignofatugofwargame.thesignalanelectroniccircuitgroundingorbyaswitchtochoosethesourceproducepulsesthroughthedoorandthedoorandtherstriggersplasticcircuitafterplasticsurgeryofpulses.reversiblecountdecodingcircuitcountertheuseofintegratedchipinabinarycounter74ls192,codingfortheuseofintegrated.Keywords:Signalgenerators；Codeforthecount；74ls192；CC4514安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）3目录前言...............................................................11设计任务与要求................................................12总体框图.......................................................12.1设计方案....................................................12.2电路原理图..................................................23实验元器件选择及其功能.................................23.1实验器件.....................................................23.2主要器件极其相关功能.........................................34单元电路设计..................................................94.1整形电路....................................................94.2编码电路....................................................94.3译码电路...................................................104.4控制电路....................................................104.5胜负显示....................................................115总体设计电路图................................................126安装与调试....................................................137性能测试与分析...............................................138设计总结......................................................139实验心得与体会...............................................14参考文献..........................................................15安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）1前言随着现代科技的不断发展，人们的生产生活水平也在不断提高。与此同时，各式各样的仪器设备、新型家电产品都在不断出现，丰富着人们的生活，为人们排忧解难，娱乐身心。拔河游戏机就是一种综合性、趣味性的试验，它结构简单，易安装与调试，使生产或者自行制作的最佳选择。1设计任务与要求（1）拔河游戏机需要15个或者9个发光二极管排列成一行，开机后只有中间一个发亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速的，不断的按动产生脉冲，谁按得快，亮点向谁方向移动，没按一次，亮点移动一次。移动到任一方终端二极管发亮，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回复到中心线。（2）显示器显示胜出者。2总体框图2.1设计方案（1）本课题所设计的拔河游戏机由9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。可逆计数器原始状态为0000，经译码后输出中间的电平指示灯亮。游戏双方各持一个按键，迅速地、不断地按动产生脉冲信号，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,使加减脉冲无效。同时，使计分电路自动加分。当两人比赛结束后，裁判可以让计分显示器清零。安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）2（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2.13实验元器件选择及其功能3.1实验器件+5V直流电源5个单刀双掷开关4个DCD_HEX译码显示器2个74LS192D同步十进制可逆计数器1片CC4514BD4线—16线译码器1片CC4518BD双同步十进制计数器1片74LS00D与非门8片按键A、B整形电路可逆计数器译码器取胜计数器取胜显示发光二极管显示控制电路安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）374LS02D或非门1片74LS08D与门2片电阻1KΩ4个电阻200Ω9个发光二极管LED9个3.2主要器件极其相关功能（1）74LS08与门74LS08引出端符号:AB输入端Y输出端图3.174LS08引脚图图3.274LS08逻辑功能图（2）74LS00与非门74LS00D引出端符号：AB输入端Y输出端安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）4图3.374LS00引脚图INPUTOUTPUTABYLLHHLHLHHHHL图3.474LS00逻辑功能图（3）74LS02D或非门74ls02引出端符号：AB输入端Y输出端图3.574LS02引脚图图3.674LS02逻辑功能图安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）5（4）74LS192D同步十进制可逆计数器74LS192可预置的同步十进制可逆计数器，其主要电特性的典型值如下：74LS19232MHz95mW。74LS192的清除端是异步的。当清除端（MR）为高电平时，不管时钟端（CPD、CPU）状态如何，即可完成清除功能。192的预置是异步的。当置入控制端（PL）为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成与数据输入端（P0～P3）相一致的状态。192的计数是同步的，靠CPD、CPU同时加在4个触发器上而实现。在CPD、CPU上升作用下Q0～Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当进行加计数或减计数时可分别利用CPD或CPU，此时另一个时钟应为高电平。当计数上溢出时，进位输出端（TCU）输出一个低电平脉冲，其宽度为CPU低电平部分的低电平脉冲；当计数下溢出时，错位输出端（TCD）输出一个低电平脉冲，其宽度为CPD低电平部分的低电平脉冲。当把TCD和TCU分别连接后一级的CPD、CPU，即可进行级联。图3.774LS192管脚图74LS192管脚说明：当置入控制端（PL）为低电平时，不管时钟CP的状态如何，输出端3，2，6，7即可预置成与数据输入端15，1，10，9相一致的状态，可当成输出端。14为置零端；11为置数端。3，2，6，7为输出端；14为置零端；5为加法计数端；4为减法计数端；12，13分别为进.借位端。安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）6H=高电平L=低电平X=不定（高或低电平）↑=由“低”→“高”电平的跃变图3.8真值表图3.9引脚功能表（5）CC4514BD4线－16线译码器CC4514由一可选通锁存器和一4线－16线译码器组成。锁存器所保留地数据为在选通脉冲由1至0转换之前地最后输入数据。INH控制端将所有输出置为0，而与数据或选通脉冲的输入状态无关。译码器功能表列出了输入数据的组合及对应的选择输出。CC4514提供了24引线多层陶瓷双列直插（D）、熔封陶瓷双列直插（J）、塑料双列直插（P）3种封装形式。图3.104514BD管脚图安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）74514BD管脚说明：A0～A3—数据输入端INH—输出禁止控制端LE—数据锁存控制端Y0～Y15—数据输出端输入高电平输出端输入高电平输出端LEINHA3A2A1A0LEINHA3A2A1A0100000YO101001Y9100001Y1101010Y10100010Y2101011Y11100011Y3101100Y12100100Y4101101Y13100101Y5101110Y14100110Y6101111Y15100111Y711××××无101000Y800××××①①输出状态锁定在上一个LE＝“1”时，A0～A3的输入状态图3.114514BD逻辑功能图（6）CC4518BD双十进制同步计数器CC4518是一个双BCD同步加计数器，内含两个单元的加计数器，其功能表如真值表所示。每单个单元有两个时钟输入端CLK和EN，可用时钟脉冲的上升沿或下降沿触发。由表可知，若用ENABLE信号下降沿触发，触发信号由EN端输入，CLK端置“0”；若用CLK信号上升沿触发，触发信号由CLK端输入，ENABLE端置“1”。RESET端是清零端，RESET端置“1”时，计数器各端输出端Q1～Q4均为“0”，只有RESET端置“0”时，CC4518才开始计数。安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）8图3.124518BD管脚图4518BD管脚说明：1CP、2CP—时钟输入端1R、2R—清除端1EN、2EN—计数允许控制端1Q0～1Q3—计数器输出端2Q0～2Q3—计数器输出端输入输出功能CPREN↑01加计数00↓加计数↓0×保持×0↑↑0010↓×1×全部为“0”图3.134518逻辑功能表安徽财经大学信息工程学院本科课程论文（设计）94单元电路设计4.1整形电路由与门74LS0