剪刀游戲課程設計

1、<p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　課程設計題目： 剪刀石頭布游戲模擬器 </p><p>　　系 別 自控系 班級 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師

2、 職稱 講師 </p><p>　　課程設計進行地點： </p><p>　　任 務 下 達 時 間： 2013 年 12 月 20 日</p><p>　　起止日期： 2013年12月23日起——至 2013年12月27日止</p>

3、;<p>　　教研室主任 2013年 12月 1</p><p>　　1.設計題目：剪刀石頭布游戲模擬器</p><p>　　1.1設計目的：（1）能獨立查閱、整理、分析有關資料</p><p>　　（2）能用數字集成電路完成設計任務</p><p>　?。?）掌握脈沖產生、整形與分頻電路</p>

4、;<p>　?。?）掌握計數、譯碼與顯示電路</p><p><b>　　1.2基本要求：</b></p><p>　　（1） 由按鍵模擬游戲動作，5局三勝。</p><p>　　（2） 2位數碼管顯示游戲比分</p><p><b>　?。?） 勝負指示</b></p>

5、<p>　　2.設計過程的基本要求：</p><p>　　2.1 基本部分必須完成，學有余力的同學可以根據自己的能力自行確定發(fā)揮部分并完成。</p><p>　　2.2 符合設計要求的報告一份。</p><p><b>　　設計報告內容要求：</b></p><p>　　1. 寫出你考慮該問題的基本思路，畫出

6、一個實現電路功能的大致框圖。</p><p>　　2. 設計出框圖中各部分邏輯電路，可用中、小規(guī)模集成電路，也可用中規(guī)模集成電路連接而成。對各部分電路的工作原理應作出說明。最后，畫出整個設計電路的原理電路圖，并說明電路工作原理。</p><p>　　3. 要求用A4紙打印，不允許復印。裝訂順序為：封面、任務書、成績評審意見表、中文摘要和關鍵詞、目錄、正文、參考文獻。</p>

7、<p>　　4.設計報告提交的截止時間為2013年12月27日。</p><p>　　摘要；本文根據設計要求規(guī)定游戲規(guī)則及說明，并根據顯示屏和游戲機的指示燈判斷游戲的進程和勝負結果。之后對剪刀石頭布游戲機的三大部分（控制電路、邏輯電路、顯示電路）的整體設計思路進行了剖析。然后是分別解釋各部分電路具體運作過程?？刂齐娐凡糠种饕翘峁┮蟮碾娖郊翱刂菩盘柕耐叫?；邏輯電路部分主要是處理信號，判別雙方的勝負；

8、顯示電路則是對邏輯電路的判斷顯示出來并用指示燈提示。最后是對整個電路的不足、優(yōu)點和改進部分進行闡述。</p><p>　　關鍵字：同步性、控制、邏輯</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　剪刀石頭布游戲說明：1</p><p>　　一、整體設計思路1</p><p>　

9、　二、電路原理分析2</p><p><b>　　2.1控制電路2</b></p><p><b>　　2.2邏輯電路2</b></p><p>　　2.3顯示電路：4</p><p>　　三、電路優(yōu)缺點分析及改進4</p><p><b>　　四、總結

10、5</b></p><p><b>　　附錄6</b></p><p>　　剪刀石頭布游戲說明：</p><p>　　本游戲由3人參與，其中兩人是參與游戲的對手，另外1人是裁判。游戲過程中，必須服從裁判的指令，當裁判喊準備時雙方應立即通過手柄選擇自己選出的石頭、剪刀或者布。當裁判停時，雙方停止選擇，之后裁判立即按下判斷鍵，勝出的一

11、方顯示屏自動加“1”，當顯示屏達到“3”時，就有綠燈（LED2）亮起。即表示此方勝出。在游戲過程中紅燈只在裁判按下判斷鍵時熄滅，若在裁判按下后不滅視為違規(guī)處理即直接失敗。</p><p><b>　　一、整體設計思路</b></p><p><b>　　圖1 整體設計框架</b></p><p>　　控制電路部分主要功能是

12、由下拉電阻提供持續(xù)的低電平，使邏輯電路處于正常工作狀態(tài)。單刀三擲開關保證了電路有一高電平的輸入。使能信號控制和與門控制高電平進入邏輯電路的同步性，避免了邏輯電路發(fā)生錯誤的判斷。邏輯電路則根據控制電路輸入的信號進行判斷哪方勝出，信號通過顯示電路在勝方的顯示屏上自動+1，當顯示屏的數值達到“3”時，勝方的綠燈會亮起來提示，最后再按鍵清零，則可進入下一輪的比賽。</p><p><b>　　二、電路原理分析&

13、lt;/b></p><p><b>　　2．1控制電路</b></p><p><b>　　圖2 控制電路</b></p><p>　　該部分由直流電源、單刀三擲開關、下拉電阻和與門組成，下拉電阻為后續(xù)的電路提供持續(xù)的低電平保證6個輸入端都由信號輸入，單刀三擲開關和直流電源為其雙方的任意一端提供高電平，使輸入的邏輯

14、電路的信號符合邏輯電路的判斷范圍。使能信號產生高電平，由于使用與門，所以只有當使能信號產生時，再加上開關所選擇的輸入端才能通過高電平信號，其余通過的則為低電平信號。也由于使能信號的同時控制6個與門，也保證了進入邏輯電路信號的同步性。</p><p><b>　　2.2邏輯電路</b></p><p>　　根據實際情況可此游戲會出現9可能，以下用真值表表示：</p

15、><p>　　表1 游戲狀況真值表</p><p>　　根據真值表可得以下表達式：</p><p>　　根據表達式畫出以下邏輯電路圖： </p><p><b>　　圖3 邏輯電路圖</b></p><p>　　該邏輯電路圖中的黃色發(fā)光二極管（LED1）為兩方和的狀態(tài)，不以顯示屏計數。紅色發(fā)光二極管

16、(LED3、LED4)是電源指示燈，當使能信號輸入時，紅燈滅表示在判斷階段；若紅燈不滅則表示有作弊現象（單刀三擲開關懸空），直接由裁判判處其認輸。</p><p><b>　　2.3顯示電路：</b></p><p><b>　　圖4 顯示電路圖</b></p><p>　　本部分電路主要由74LVC161、、數字顯示屏組

17、成，對于74LVC161，其CET、CEP接高電平，接邏輯電路的輸出信號，D0、D1、D2、D3接低電平，Q0、Q1、Q2、Q3為輸出信號，由于是五局三勝制，所以Q3Q2Q1Q0=0001、0010、0011三種情況，當Q1Q0=11時，和與非門連接的綠色發(fā)光二極管就亮了，說明已達到三勝了。對于74HC4511，BL、LT接高電平，接低電平，D0D1D2D3分別于74LVC161的Q0Q1Q2Q3連接。達到計數的效果</p>

18、<p>　　三、電路優(yōu)缺點分析及改進</p><p>　　先從邏輯電路說起，根據要求電路的正常情況下，應該是出現了9種可能，所以直接根據真值表和表達式得出邏輯電路，然后得考慮，有人不出的情況，則又多了7種可能，即一人出一人不出（6種）和兩個人都不出。但是對于兩人都不出的情況在邏輯電路中不好控制，所以就必須把這多出來的7種可能消除掉，因此就在開關的選擇上注意這個問題，最開始是用了按鍵，若按一下是產生一

19、個脈沖，那么對于信號的同步性不好把握；若按一下是產生連續(xù)的高電平，那么就得考慮讓這連續(xù)的高電平復位，想過用鎖存器，但還是同樣產生不好復位的問題。之后是考慮人工復位，則有可能出現一個問題就是忘了復位，又按了另一個，那么邏輯電路就判斷不出來了，所以最終選擇單刀三擲開關和下拉電阻的組合，能產生連續(xù)的高電平，有且只有一個高電平，再通過使能信號，與門，就可以控制其同步性。但單刀三擲開關也有懸空的時候（惡意犯規(guī)），所以選擇或門判斷。電路整體比較簡單

20、，沒有太多的延時芯片，但也能控制其信號的同步性。</p><p>　　然而如果在裁判按下控制鍵的同時突然改變自己的選擇，可能會導致間接性的低電平輸入，對于這個問題的解決，應該讓使能信號的頻率快于人的完成改變選擇的速度，但同時還得保證這個脈沖使發(fā)光二極管發(fā)光的時間在人眼分辨率之內。其次對于一個產生來說，操作越簡單，對人的要求越少會越受歡迎，本產品對人的要求還是比較高的，對于復位鍵可以處理成自動化，就是從Q0Q1出來

21、的兩條線接到一個與門（假設為v1）上其輸出接上一個555定時器之后再接一個非門（假設為v2），定時器輸出和控制復位鍵的高電平 接在一個與門（假設為v3）上，當Q0Q1=11時，即顯示屏顯示為“3”時，v1輸出為高電平，經過555定時器延時（避免顯示屏上的“3”立即被清零），經過v2，變成低電平，再和控制復位鍵的高電平經過v3，還是低電平，則就達到清零的目的了。這些闡述都是本電路沒有處理的問題</p><p>&l