拔河游戏机的逻辑电路设计和实现

该文的内容就是采用74LS00、74LS193、4线-16线译码器C514、74LS02、C518设计一个电子拔河游戏机,该游戏机具有整形、计数、译码、控制、复位等功能,设计原理简单易懂,所用器件均为常用器件,整体设计容易实现.所设计的游戏机的游戏规则和真的拔河比赛规则相类似.该文很好的体现了数字电子技术的理论知识和实践相结合的教学方式,培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力.

拔河游戏机,74LS193,C514,C518

1.设计任务与要求

设计思路.给定实验设备和主要元器件按照电路设计的各部分组成一个完整的拔河游戏机.

拔河游戏机共有15个发光二级管,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,迅速地,不断地按动以产生脉冲,谁按的快,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恢复到中心线.用七段数码管显示胜者取胜的盘数.

任务与要求:设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路.电路使用15个发光二极管,开机后只有在拔河绳子中间的发光二极管亮.比赛双方各持一个按钮,快速不断地按动按钮,产生脉冲,谁按得快,发光的二极管就向谁的方向移动,每按一次,发光二极管移动一位.亮的发光二极管移到任一方的终点时,该方就获胜,此后双方的按钮都应无作用,状态保持,只有当栽判按动复位后,在拔河绳子中间的发光二极管重新亮.用七段数码管显示双方的获胜盘数.

2.总体设计方案

设计思路.该设计的主要任务是控制“电子绳”发亮的LED管由中点向速度快的一方移动,而阻止向另一方移动.用可预制的加/减计数器作主要器件,用计数器的输出状态通过译码器控制LED发亮.当向计数器输入“加脉冲”时,使其作加运算而发亮的LED向增大的一方移动,相反,当输入“减脉冲”时,发亮的LED向相反的方向移动.

当一局比赛结束,即发亮的LED移动某一方的终点时,由点亮该终点灯的信号使电路封锁加/减脉冲信号的作用,既实现电路的自锁,使加/减脉冲无效.同时,使电路自动加分.

控制电路部分应能够控制由振荡器产生的脉冲信号进入计数器的加/减脉冲输入端,其进入方向由参赛双方输入的按键信号决定.

电路设计原理.拔河游戏机用15个电平指示灯排列成一行,开机后只有中间一个点亮,有以此作为拔河的中心线,游戏双方各持一个按键,迅速地、不断地按动产生脉冲,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恢复到中心线.最后,显示器显示胜者的盘数.

可逆计数器74LS193原始状态输出4位二进制数0000,经译码器输出使中间的一只电平指示灯点亮.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电平指示灯点亮并产生位移,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,比赛又可重新开始.将双方终端指示灯的正端分别经两个与非门后接到2个十进制计数器C518的使能端EN,当任一方取胜,该方终端指示灯点亮,产生1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了胜者取胜的盘数.

本文详细的讲了拔河游戏的逻辑实现和物理实现,从而有助于学习数字逻辑的同学和业内人士对于这门学科的掌握更加的深入和直观.

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