課程設(shè)計--乒乓球比賽游戲機設(shè)計

1、<p>　　設(shè)計題目：乒乓球比賽游戲機</p><p><b>　　一、設(shè)計要求：</b></p><p>　　設(shè)計一個甲、乙雙方參賽，裁判參與的乒乓球比賽游戲模擬機。</p><p>　　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或由

2、右向左移動。</p><p>　　當球運動到某方的最后一位時，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”向相反方向運動，若未擊中，則對方得1分。</p><p>　　設(shè)置自動計分電路，雙方各用二位數(shù)碼管來顯示計分，每局9分。到達9分時產(chǎn)生報警信號。</p><p>　　二、課程設(shè)計方案分析</p><p>　　1、課程設(shè)計內(nèi)

3、容的方案確定</p><p>　　分析題目要求，將設(shè)計電路分為顯示電路（乒乓球位置的顯示）、控制電路、計分電路、接球電路四部分。以下是各個部分電路的分析與元器件選擇：</p><p>　?。?）顯示電路用八個發(fā)光二極管模擬乒乓球的位置；由于發(fā)光二極管要求從左到右或從右到左依次點亮，可用一片單時鐘同步十進制加/減計數(shù)器74LS190控制，實現(xiàn)點亮二極管的左、右移動；</p>&

4、lt;p>　　（2）控制電路根據(jù)控制特性，由一片十進制加法計數(shù)器74LS160及輔助電路組成；</p><p>　?。?）計分電路用一片十進制加法計數(shù)器74LS160來分別計數(shù)，分數(shù)顯示選用BCD-七段顯示譯碼器7448來實現(xiàn)，甲、乙各用一片；</p><p>　　（4）接球電路分別用可復(fù)位開關(guān)來實現(xiàn)，當要求擊球位置的二極管點亮的時刻，合上開關(guān)，驅(qū)動控制電路與計分電路實現(xiàn)相應(yīng)的功能，

5、然后開關(guān)復(fù)位為打開狀態(tài)。</p><p>　　2、實現(xiàn)方法的系統(tǒng)方框圖</p><p>　　電路分解為四個部分電路，其系統(tǒng)方框圖如下圖一所示： </p><p>　　3、系統(tǒng)中的輸入輸出變量以及控制信號</p><p>　　系統(tǒng)中的輸入變量即為擊球信號及開始信號；輸出為計分信號。由擊球信號控制控制電路，控制電路再控制計分電路機顯示電路。

6、</p><p><b>　　三、課程設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　1、部分電路的設(shè)計及仿真</p><p><b>　　（1）顯示電路</b></p><p>　　用Multisim 2001軟件進行電路圖形的繪制及仿真</p><p>　　基本電路圖如下圖二所示：

7、</p><p><b>　　b、仿真過程：</b></p><p>　?。?）先將74LS190的加減控制端U/D接低電平，此時芯片處于加計數(shù)器的工作狀態(tài)，可以觀察到LED指示燈由L1開始，由左至右以所設(shè)置的時鐘的頻率依次點亮，其仿真結(jié)果如下圖三所示：</p><p>　　（2）將加減控制端U/D接高電平，此時芯片處于減法計數(shù)器的工作狀態(tài)，可

8、以觀察到LED指示燈由D8開始，由右至左以所設(shè)置的時鐘的頻率依次點亮，其仿真結(jié)果如下圖四所示：</p><p>　?。?）控制電路與開關(guān)電路</p><p>　　a、控制電路的電路圖如圖五所示：</p><p><b>　　b、仿真過程：</b></p><p>　　如電路圖五所示，控制電路的主要功能是控制顯示電路中的加

9、減控制端U/D，即當擊球開關(guān)按下時，電路的輸出應(yīng)該是高低電平，現(xiàn)以LED燈的亮滅模擬高低電平：</p><p>　　第一次，即乙按下開關(guān)時，X1發(fā)光，即控制電路輸出高電平，仿真結(jié)果如圖六。</p><p>　　第二次，即甲按下開關(guān)時，X1不發(fā)光，即控制電路輸出低電平，仿真結(jié)果如圖七。</p><p>　　以后每次按下開關(guān)，重復(fù)出現(xiàn)以上仿真結(jié)果。</p>

10、<p>　　由仿真結(jié)果，知控制電路可以實現(xiàn)預(yù)期功能。</p><p><b>　?。?）計數(shù)電路</b></p><p>　　a、計數(shù)電路的電路圖如圖八所示：</p><p><b>　　b、仿真過程：</b></p><p>　　如圖八，計分電路的主要功能是實現(xiàn)0到9的數(shù)字顯示，當顯示

11、電路的第一個燈L1或最后一個燈L8點亮并且對應(yīng)擊球開關(guān)未按下時，對方的計分電路加一?，F(xiàn)以雙向開關(guān)模擬燈的亮滅，進行計分電路的仿真。</p><p>　　每將開關(guān)制高電平，數(shù)碼管顯示的數(shù)字相應(yīng)加一，可實現(xiàn)預(yù)期功能。</p><p>　　2、總電路的連接及調(diào)試</p><p><b>　　a、總電路圖 </b></p><p&g

12、t;　　連接好的總電路圖如圖九所示：</p><p><b>　　b、仿真過程：</b></p><p>　　如圖九，開關(guān)A為甲、乙方共用擊球開關(guān)，</p><p>　　（1）游戲開始時，按下空格鍵(裁判開關(guān))；</p><p>　?。?）開始時，甲先發(fā)球，球由左至右運動，到達L8時，按下A（乙擊球開關(guān)），球被擊回，變?yōu)?/p>

13、由右至左運動；若球到達L8時乙擊不中球（即乙的擊球開關(guān)A未及時按下），則對應(yīng)甲的計分電路加一分，甲繼續(xù)發(fā)球：</p><p>　?。?）當球到達L1時，按下A（甲擊球開關(guān)），球被擊回，由左至右運動；若甲擊不中（即甲的擊球開關(guān)A未及時按下），則乙的計分電路加一分，換乙發(fā)球。</p><p>　　c、仿真過程中遇到的問題及分析：</p><p>　?。?）LED燈在點亮

14、的時候不太穩(wěn)定。</p><p>　　個人分析這種現(xiàn)象是因為電路的冒險與競爭現(xiàn)象產(chǎn)生的不穩(wěn)定，使得74LS190輸出的高低電平不能夠同時到達四輸入與非門的輸入端，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)從使四輸入與非門輸出的高低電平有時不能像預(yù)期的那樣穩(wěn)定。</p><p>　　（2）開關(guān)的使用有局限性。</p><p>　　本來是想使用可復(fù)位開關(guān)來實現(xiàn)擊球，但是對于Multisim 200

15、1本身的可復(fù)位開關(guān)的使用還不是很熟悉，所以只能用普通開關(guān)代替，這就要求在仿真時，擊球時刻應(yīng)該按兩次開關(guān)，使其恢復(fù)到未按下的電路狀態(tài)，以便實現(xiàn)可復(fù)位開關(guān)的功能。</p><p><b>　　3、所用元件及芯片</b></p><p>　　74LS160 三片， 74LS190 一片， 74LS04 四片， 74LS21 十一片，<

16、;/p><p>　　74LS32 一片， BCD七段顯示譯碼器兩個， 雙向開關(guān)三個， </p><p>　　LED顯示燈九個， 脈沖、電源及地若干。</p><p>　　四、課程設(shè)計的收獲和體會</p><p>　　此次課程設(shè)計是我接觸的第一次設(shè)計性課題，這門課所具有的靈活性和綜合性跟以

17、往的學(xué)習的那些課程有很大的差異，我感覺主要考察和訓(xùn)練我們的思維靈敏度和對問題的分析能力，綜合了我們所學(xué)的數(shù)電、Multisim軟件的使用、protel技術(shù)、電路以及電子等方面的內(nèi)容。</p><p>　　第一次接觸這樣的課題，比以往的那些課多了許多的迷茫，總是感覺好抽象，從一開始的無處著手到設(shè)計出整個電路，通過請教同組同學(xué)和學(xué)得好的同學(xué)，抑或到圖書館查閱有關(guān)資料，收獲頗多。重要是加深了對所學(xué)知識的鞏固和延伸，也讓

18、我深切的體會到在書本上所學(xué)的知識在現(xiàn)實生活應(yīng)用中的重要性。通過這幾天的不斷琢磨和探索，使我基本了解了所用到各個芯片以及相關(guān)器件的使用連接方法以及它們所能實現(xiàn)的基本功能功能。Multisim和Protel以前只是了解一點，但是用起來才發(fā)現(xiàn)僅僅是學(xué)了皮毛而已，這次通過具體的操作，重新學(xué)到了許多以前不會的東西。</p><p>　　大學(xué)的學(xué)習本身就是比較靈活的，這樣的課程對我們來說很有用，以后也會碰到這類型的實際問題和