數(shù)電設(shè)計(jì)乒乓球游戲機(jī).doc

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數(shù)字電路 綜合設(shè)計(jì) ---------乒乓球游戲機(jī) 目錄 1、 設(shè)計(jì)題目與要求 ……………………………… P2 2、 設(shè)計(jì)過(guò)程 ……………………………… P2 3、 設(shè)計(jì)圖示 ……………………………… P6 四、設(shè)計(jì)心得與改進(jìn)方案 ……………………………… P9 一、設(shè)計(jì)題目與要求 1．用8個(gè)發(fā)光二極管表示球；用兩個(gè)按鈕分別表示甲乙兩個(gè)球員的球拍； 2．一方發(fā)球后，球以固定速度向另一方運(yùn)動(dòng)（發(fā)光二極管依次點(diǎn)亮），當(dāng)球達(dá)到最后一個(gè)發(fā)光二極管時(shí)，對(duì)方擊球（按下按鈕）球?qū)⑾蛳喾捶较蜻\(yùn)動(dòng)，在其他時(shí)候擊球視為犯規(guī)，給對(duì)方加1分；都犯規(guī)，各自加1分； 3．甲、乙各有一數(shù)碼管計(jì)分； 4．裁判有一個(gè)按鈕，是系統(tǒng)初始化，每次得分后， 按下一次。 考慮到制板的限制等情況，講題目的要求一簡(jiǎn)化只用一個(gè)按鈕，用要下的不同順序表示兩個(gè)球拍，則連帶的要求二的“都犯規(guī)，各自加1分”不能實(shí)現(xiàn)。其他重要主體功能不變。 二、設(shè)計(jì)過(guò)程 1、 計(jì)分模塊 對(duì)于本模塊，采用兩個(gè)74161計(jì)數(shù)器，74161計(jì)數(shù)后通過(guò)譯碼器4511再通過(guò)共陰極數(shù)碼管5161AS進(jìn)行顯示，當(dāng)雙方在左右端的燈按下按鈕時(shí)，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員正常擊球，不予以計(jì)分。當(dāng)在中途擊球時(shí)，則給相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)員記一分，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員失誤。對(duì)于本模塊功能的實(shí)現(xiàn)，采用的方法是控制74161的使能端，當(dāng)球達(dá)到最后一個(gè)發(fā)光二極管時(shí)顯示模塊擊球，通過(guò)一個(gè)非門(mén)使其不工作，則此時(shí)按下按鈕不計(jì)分。燈在其他位置時(shí)74161計(jì)數(shù)器工作，則能按下按鈕計(jì)分。 此模塊的原理圖示如下： 2、 復(fù)位模塊 對(duì)于裁判端的復(fù)位功能，采用一個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)74161清零端進(jìn)行控制即可實(shí)現(xiàn)。如題目要求，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員得分后即可按下此按鈕。同時(shí)，在系統(tǒng)初次上電時(shí)，也需要按下此按鈕進(jìn)行初始化。 該功能原理圖示如下： 3、 乒乓球速度模塊 對(duì)于乒乓球的運(yùn)行速度控制，采用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器完成。通過(guò)多諧振蕩器的計(jì)算公式： 即可選取適當(dāng)?shù)碾娮桦娙菀酝瓿纱斯δ堋? 該系統(tǒng)的原理圖示如下： 4、 乒乓球顯示模塊 在本次設(shè)計(jì)中，按題目要求，采用8個(gè)發(fā)光二極管表示球。8個(gè)二極管陰極共連后接地，正極分別接到兩個(gè)74194的輸出端。乒乓球的來(lái)回移動(dòng)通過(guò)jk觸發(fā)器控制74194的S0、S1端口，當(dāng)按鈕按下時(shí)即進(jìn)行左移右移的切換； 此模塊原理圖如下： 三、設(shè)計(jì)圖示 1、總體原理圖 2、PCB圖 3、Multisim軟件仿真圖 4、硬件圖 四、設(shè)計(jì)心得與改進(jìn)方案 1.本次設(shè)計(jì)應(yīng)用了multisim 和altium designer這兩個(gè)軟件，multisim用于仿真，ad軟件用于繪制PCB板。本次設(shè)計(jì)總體來(lái)說(shuō)的簡(jiǎn)單的，但讓我們學(xué)的最多的是電子設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用和設(shè)計(jì)制版的流程。比如在實(shí)際用熱轉(zhuǎn)印法制作PCB板就有許多需要注意的地方，加熱溫度與次數(shù)，腐蝕電路板等方面都值得我們?nèi)バ⌒淖⒁?。最重要的是，板子制作出?lái)后的調(diào)試。電路軟件仿真已經(jīng)沒(méi)有什么問(wèn)題，但實(shí)際做出來(lái)后卻問(wèn)題不斷。在調(diào)試電路板的那幾天是最難熬的，問(wèn)題解決一個(gè)又有一個(gè)冒出來(lái)。這次設(shè)計(jì)也讓我明白調(diào)試時(shí)的思路清晰是很重要的，煩躁解決不了問(wèn)題。當(dāng)所有問(wèn)題一一解決后，出來(lái)的就是和仿真一樣的效果，這是很令人欣慰的。 2.改進(jìn)方案 （1）此次設(shè)計(jì)中555構(gòu)成的多諧振蕩器采用的電阻阻值是一定的，實(shí)際改進(jìn)時(shí)可采用電位器調(diào)節(jié)接入電路阻值的大小，屆時(shí)可調(diào)節(jié)乒乓球的運(yùn)行速度。 （2）在PCB版的布局布線中可進(jìn)行優(yōu)化，使其更美觀些跳線更少些。