利用Multisim制作乒乓球比賽機(jī)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 設(shè)計(jì)題目：乒乓球比賽游戲機(jī) 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2011年1月15日 專心---專注---專業(yè) 時(shí)間 地點(diǎn) 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目：乒乓球比賽游戲機(jī) 二、設(shè)計(jì)要求： 1. 設(shè)計(jì)一個(gè)甲、乙雙方參賽，裁判參與的乒乓球比賽游戲模擬機(jī)。 2. 用8個(gè)發(fā)光二極管排成一條直線，以中點(diǎn)為界，兩邊各代表參賽雙方的位置，其中點(diǎn)亮的發(fā)光二極管代表“乒乓球”的當(dāng)前位置，點(diǎn)亮的發(fā)光二極管依次由左向右

2、或由右向左移動(dòng)。 3. 當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到某方的最后一位時(shí)，參賽者應(yīng)立即按下自己一方的按鈕，即表示擊球，若擊中，則“球”向相反方向運(yùn)動(dòng)，若未擊中，則對方得1分。 4. 設(shè)置自動(dòng)計(jì)分電路，雙方各用二位數(shù)碼管來顯示計(jì)分，每局10分。到達(dá)10分時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號。 第二章 電路組成和工作原理 一.分析系統(tǒng)的邏輯功能，畫出其框圖如下： 時(shí)鐘信號源 發(fā)光二極管 球臺(tái)驅(qū)動(dòng)電路 控制電路 LED數(shù)碼管1 顯示譯碼器1 計(jì)數(shù)器2 計(jì)數(shù)器1 顯示譯碼器2 LED數(shù)碼管2 按鍵電路

3、 計(jì)分電路 球臺(tái)電路 L CP S J1 J2 CNT 圖1乒乓球比賽游戲機(jī)的原理框圖 如上圖1所示，該電路主要由球臺(tái)驅(qū)動(dòng)電路，控制

4、電路，計(jì)數(shù)器，顯示譯碼器和LED數(shù)碼管等組成。圖中標(biāo)出的各種信號的含義：CP表示球臺(tái)驅(qū)動(dòng)電路和計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號；S表示燈（乒乓球）移動(dòng)的信號；L表示發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)信號，由L1~L8組成；CNT表示計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖信號，由CNT1,CNT2組成；J1,J2表示開關(guān)控制的外輸入發(fā)球、擊球信號。 二、總體思路描述如下： 1.用兩個(gè)74LS194四位雙向移位寄存器模擬乒乓球臺(tái)，其中第一個(gè)74LS194的DL輸出端接第二個(gè)的右移串行輸入端，這樣當(dāng)乒乓球往右準(zhǔn)備移出第一個(gè)寄存器的時(shí)候就會(huì)在時(shí)鐘脈沖的作用下被移入第二個(gè)寄存器。同樣道理，第二個(gè)74LS194的AR輸出端接第一個(gè)的左移串行輸入端。 2.用

5、D觸發(fā)器及邏輯門電路構(gòu)成驅(qū)動(dòng)控制電路 3.用計(jì)數(shù)器、邏輯門電路和集成的4管腳的數(shù)碼管組成計(jì)分電路 第三章 設(shè)計(jì)步驟及方法 一、單元電路的設(shè)計(jì) 1.球臺(tái)電路如下圖2設(shè)計(jì)所示： 圖2.球臺(tái)電路 上圖中，兩片4位74LS194雙向移位寄存器接成8位雙向移位寄存器。74LS194功能表如下 D S1 S0 工作狀態(tài) 0 1 1 1 1 × × 0 0 0 1 1 0 1 1 置零 保持 右移 左移

6、 并行輸入 功能說明： (1)當(dāng)S1 = S0 =1 時(shí)，不管各輸入端原來是什么狀態(tài)，在下一個(gè)時(shí)脈沖到來時(shí)，其輸出分別是預(yù)先輸入到并行輸入端的 abcd ，這種方式叫送數(shù)。 (2)當(dāng) S 1 =0 ，S 0 =1 時(shí)，其工作方式叫右移，這時(shí)，每來一個(gè)時(shí)鐘脈沖，輸出端的數(shù)各向右移一位，而 Q A 端的輸出則由加到 R 端的數(shù)來補(bǔ)充。 (3)當(dāng) S 1 =1 ，S 0 =0 時(shí)，其工作方式叫左移，情況正好與右移相反； Q D 端的輸出由加到 L 端的數(shù)來補(bǔ)充。 (4)當(dāng) S 1 = S 0 =0 時(shí)，不管是否有 CP 脈沖作用，輸出保持不變，這叫保持方式。 CP=0 時(shí)也是保持

7、方式。 2.驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)如下圖3所示 圖3.驅(qū)動(dòng)控制電路 圖中74LS74為上升沿觸發(fā)的D觸發(fā)器，~PR為置1端（低有效），~CLR為置0端（低有效）。當(dāng)J1=0時(shí)，兩片D觸發(fā)器輸出端均為1即S1=S0=1，通過接入74LS194，此時(shí)實(shí)現(xiàn)的是并行輸入功能。當(dāng)J1=1時(shí)，L1=J2=1，J3=L8=0,通過各門電路可知U2A,U4A,U2B輸出端分別為0，1，1，則D觸發(fā)器輸出端分別為0，1即S1=0,S0=1。相反情況時(shí)，當(dāng)J1=1時(shí)，L1=J2=0，J3=L8=1，D觸發(fā)器輸出端分別為1，0即S1=1,S0=0。通過此電路來控制并且實(shí)現(xiàn)球臺(tái)燈的左右移位即實(shí)現(xiàn)乒乓球的運(yùn)動(dòng)。

8、 3.計(jì)分電路的設(shè)計(jì)如下圖4所示： 圖4.計(jì)分電路 如上圖所示，計(jì)分電路主要部分由一個(gè)7404非門，7409與門和十進(jìn)制的74LS161計(jì)數(shù)器構(gòu)成。得分真值表如下： 由上表可得上圖中非門和與門的接法。 L1 J2(A) L8 J3 Y(A) Y(B) 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 同步十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161的功能表如下： D EP ET 工作狀態(tài) × × × 0 1 1 1 1 × 0 1 1 1 × × × × 0 1 × 0 1

9、 1 置零 預(yù)置數(shù) 保持 保持（但C=0） 計(jì)數(shù) 由74LS160的功能表可知，當(dāng)~RD=~LD=EP=ET=1時(shí)工作狀態(tài)為計(jì)數(shù)，即圖4中的~CLR=~LOAD=ENT= ENP=1時(shí)。選用ENP、ENT作為74LS160的計(jì)數(shù)控制端，當(dāng)ENT=ENP=1時(shí)計(jì)數(shù)，當(dāng)ENT=ENP=0時(shí)計(jì)分電路處于保持狀態(tài)。 由設(shè)計(jì)圖可知，利用TTL門電路將74LS161轉(zhuǎn)換為11進(jìn)制計(jì)數(shù)器，且當(dāng)出現(xiàn)數(shù)字10時(shí)，發(fā)光二極管亮起，產(chǎn)生報(bào)警信號。 二、總體電路的設(shè)計(jì)及仿真結(jié)果。 總體設(shè)計(jì)電路圖如下圖所示： 仿真結(jié)果圖如下： 課程設(shè)計(jì)收獲 通過此次課程設(shè)計(jì)，我們了解了模擬電路

10、基本設(shè)計(jì)方法,對Multisim仿真軟件有了初步的了解和認(rèn)識(shí)，使用Multisim仿真軟件，可以讓我們在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不需要真實(shí)電路環(huán)境的介入，不必顧及儀器設(shè)備的短缺與時(shí)間環(huán)境的限制，能夠極大的提高實(shí)驗(yàn)的效率。 這次數(shù)電課程設(shè)計(jì),雖然短暫但是讓我得到多方面的提高：1、提高了我們的邏輯思維能力，使我們在邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)上有了很大的進(jìn)步。加深了我們對組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步增進(jìn)了對一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還更加充分的認(rèn)識(shí)到，數(shù)字電路這門課程在科學(xué)發(fā)展中的至關(guān)重要性2，查閱參考書的獨(dú)立思考的能力以及培養(yǎng)非常重要，我們在設(shè)計(jì)電路時(shí)，遇到很多不理解的東西，有的我們

11、通過查閱參考書弄明白，有的通過網(wǎng)絡(luò)查到，但由于時(shí)間和資料有限我們更多的還是獨(dú)立思考。3，相互討論共同研究也是很重要的，經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，比如電路設(shè)計(jì)中的控制器的設(shè)計(jì)，以及乒乓球游戲機(jī)怎樣計(jì)分等的分析。還使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 學(xué)生： 年 月 日 成績評定 優(yōu)秀 良好 中等 及格 不及格 指導(dǎo)教師：