利用Multisim制作乒乓球比賽機

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1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 設計題目：乒乓球比賽游戲機 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 2011年1月15日 專心---專注---專業(yè) 時間 地點 課程設計內(nèi)容 第一章 設計任務書 一、設計題目：乒乓球比賽游戲機 二、設計要求： 1. 設計一個甲、乙雙方參賽，裁判參與的乒乓球比賽游戲模擬機。 2. 用8個發(fā)光二極管排成一條直線，以中點為界，兩邊各代表參賽雙方的位置，其中點亮的發(fā)光二極管代表“乒乓球”的當前位置，點亮的發(fā)光二極管依次由左向右

2、或由右向左移動。 3. 當球運動到某方的最后一位時，參賽者應立即按下自己一方的按鈕，即表示擊球，若擊中，則“球”向相反方向運動，若未擊中，則對方得1分。 4. 設置自動計分電路，雙方各用二位數(shù)碼管來顯示計分，每局10分。到達10分時產(chǎn)生報警信號。 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： 時鐘信號源 發(fā)光二極管 球臺驅動電路 控制電路 LED數(shù)碼管1 顯示譯碼器1 計數(shù)器2 計數(shù)器1 顯示譯碼器2 LED數(shù)碼管2 按鍵電路

3、 計分電路 球臺電路 L CP S J1 J2 CNT 圖1乒乓球比賽游戲機的原理框圖 如上圖1所示，該電路主要由球臺驅動電路，控制

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

5、D觸發(fā)器及邏輯門電路構成驅動控制電路 3.用計數(shù)器、邏輯門電路和集成的4管腳的數(shù)碼管組成計分電路 第三章 設計步驟及方法 一、單元電路的設計 1.球臺電路如下圖2設計所示： 圖2.球臺電路 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S1 = S0 =1 時，不管各輸入端原來是什么狀態(tài)，在下一個時脈沖到來時，其輸出分別是預先輸入到并行輸入端的 abcd ，這種方式叫送數(shù)。 (2)當 S 1 =0 ，S 0 =1 時，其工作方式叫右移，這時，每來一個時鐘脈沖，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)來補充。 (3)當 S 1 =1 ，S 0 =0 時，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)來補充。 (4)當 S 1 = S 0 =0 時，不管是否有 CP 脈沖作用，輸出保持不變，這叫保持方式。 CP=0 時也是保持

7、方式。 2.驅動控制電路設計如下圖3所示 圖3.驅動控制電路 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J1=0時，兩片D觸發(fā)器輸出端均為1即S1=S0=1，通過接入74LS194，此時實現(xiàn)的是并行輸入功能。當J1=1時，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，當J1=1時，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現(xiàn)球臺燈的左右移位即實現(xiàn)乒乓球的運動。

8、 3.計分電路的設計如下圖4所示： 圖4.計分電路 如上圖所示，計分電路主要部分由一個7404非門，7409與門和十進制的74LS161計數(shù)器構成。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 同步十六進制計數(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 預置數(shù) 保持 保持（但C=0） 計數(shù) 由74LS160的功能表可知，當~RD=~LD=EP=ET=1時工作狀態(tài)為計數(shù)，即圖4中的~CLR=~LOAD=ENT= ENP=1時。選用ENP、ENT作為74LS160的計數(shù)控制端，當ENT=ENP=1時計數(shù)，當ENT=ENP=0時計分電路處于保持狀態(tài)。 由設計圖可知，利用TTL門電路將74LS161轉換為11進制計數(shù)器，且當出現(xiàn)數(shù)字10時，發(fā)光二極管亮起，產(chǎn)生報警信號。 二、總體電路的設計及仿真結果。 總體設計電路圖如下圖所示： 仿真結果圖如下： 課程設計收獲 通過此次課程設計，我們了解了模擬電路

10、基本設計方法,對Multisim仿真軟件有了初步的了解和認識，使用Multisim仿真軟件，可以讓我們在虛擬的環(huán)境中進行實驗，不需要真實電路環(huán)境的介入，不必顧及儀器設備的短缺與時間環(huán)境的限制，能夠極大的提高實驗的效率。 這次數(shù)電課程設計,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計上有了很大的進步。加深了我們對組合邏輯電路與時序邏輯電路的認識，進一步增進了對一些常見邏輯器件的了解。另外，我們還更加充分的認識到，數(shù)字電路這門課程在科學發(fā)展中的至關重要性2，查閱參考書的獨立思考的能力以及培養(yǎng)非常重要，我們在設計電路時，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)絡查到，但由于時間和資料有限我們更多的還是獨立思考。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，比如電路設計中的控制器的設計，以及乒乓球游戲機怎樣計分等的分析。還使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 學生： 年 月 日 成績評定 優(yōu)秀 良好 中等 及格 不及格 指導教師：