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拔河游戏机 数电课程设计.doc

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1、总体设计方案: 可逆计数器 CC40193 原始状态输出 4 位二进制 0000,经译码器输出使中间的一只 发光二极管点亮。当按动 A、B 两个按键时,分别产生两个脉冲信号,经整形后分别加到可 逆计数器上,可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱动发光二极管点亮并产生位移,当亮 点移到任何一方终端后,由于控制电路的作用,使这一状态被锁定,而对输入脉冲不起作用, 如按动复位键,亮点又回到中点位置,比赛又可以重新开始,将双方终端二极管的正端分别 经两个与非门后接至二个十进制计数器 CC4518 的允许控制端 EN,当任一方取胜,该方终 端二极管点亮,产生一个下降沿使其对应的计数器计数,这样,计数器的输出即显示胜者取 胜的盘拔河游戏机数,设计电路框图如图一所示 首先单元电路分为以下 4 部分: 1、脉冲发生电路: 如图,前两个与非门组成一个基本 RS 触发器,在按钮的作用下产生脉冲,后一个与门 和两个与非门组成一个整形电路其作用是产生一个占空比很大的脉冲信号,这样就减少某一 方面在计数时另一方输出为低电平的概率,使甲乙双方都能有效计数。 2、编码电路 如图 2,CC40193 是可逆计数器,控制加减的 CP 脉冲分别加至 5∩和 4 脚,此时当电路 要求进行加法计数时,减法输入端 CPD 必须接高电平,进行减法计数时,加法输入端 CPU 也必须接高电平,若直接由 A、B 键产生的脉冲加到 5 脚或 4 脚,那么就有很多时机在进行 计数输入时另一计数输入端为低电平,使计数器不能计数,双方按键均失去作用,拔河比赛 不能正常进行。 注:CC40193 是加/减可逆计数器,其功能与 74LS193 的功能类似。 3、译码电路 如图 3,选用 4—16 线 CC4514 译码器,译码器的输出 Q0 -Q14 分接 9 个发光二极管,二极管的负端接地而前端接译码器,这样,当输出为高电平时 发光二极管点亮,比赛准备,译码器输入 0000,Q0 输出为“1”中心处二极管首先点亮, 当编码器进行加法计数时,亮点向右移,进行减法计数时,亮点向左移。
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——数据输出器 4、控制电路 如图 4 部分,为指示出谁胜谁负,需用一个控制电路,当亮点移到任何一方的终端时,判该 方为胜,此时双方的按键均宣告无效。此电路可用异或门 CC4030-和非门 CC4011 来实现。 将双方终端二极管的正极接至异或门的两个输入端,当获胜一方为“1",而另一方则为”0 “,异或门输出为 1,经非门产生低电平 0,再送到 CC40193 计数器的置数端,于是计数器 停止计数,处于预置状态,由于计数器数据端 A、B、C、D 和输出端 QA、QB、QC、QD、 对应相连,输入也就是输出,从而使计数器对输入脉冲不起作用。 5、胜负显示 如图 5.将双方终端二极管正极经非门后的输出分别接到二个 CC4518 计数器的 EN 端, CC4518 的两组 4 位 BCD 码分别接到实验装置的两组译码显示器的 A、B、C、D、插口处, 当一方取胜时,该端二极管发亮,产生一个上升沿,使相应的计数器进行加一计数,于是就 得到了双方取胜次数的显示,若一位数不够,则进行二位数的级联。 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
6、复位 如图二 6 部分,为能进行多次比赛而需要进行复位操作,使亮点返回中心点,可用一 个开关控制 CC40193 的清零端 R 即可,胜负显示器的复位也应用一个开关来控制胜负计数 器 CC4518 的清零端 R,使其重新计数 总原理图:
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