課程設(shè)計(jì)--乒乓球比賽游戲機(jī)設(shè)計(jì)

1、<p>　　設(shè)計(jì)題目：乒乓球比賽游戲機(jī)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)甲、乙雙方參賽，裁判參與的乒乓球比賽游戲模擬機(jī)。</p><p>　　用8個(gè)發(fā)光二極管排成一條直線，以中點(diǎn)為界，兩邊各代表參賽雙方的位置，其中點(diǎn)亮的發(fā)光二極管代表“乒乓球”的當(dāng)前位置，點(diǎn)亮的發(fā)光二極管依次由左向右或由

2、右向左移動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到某方的最后一位時(shí)，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(yùn)動(dòng)，若未擊中，則對(duì)方得1分。</p><p>　　設(shè)置自動(dòng)計(jì)分電路，雙方各用二位數(shù)碼管來顯示計(jì)分，每局9分。到達(dá)9分時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)方案分析</p><p>　　1、課程設(shè)計(jì)內(nèi)

3、容的方案確定</p><p>　　分析題目要求，將設(shè)計(jì)電路分為顯示電路（乒乓球位置的顯示）、控制電路、計(jì)分電路、接球電路四部分。以下是各個(gè)部分電路的分析與元器件選擇：</p><p>　?。?）顯示電路用八個(gè)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(diǎn)亮，可用一片單時(shí)鐘同步十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器74LS190控制，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮二極管的左、右移動(dòng)；</p>&

4、lt;p>　?。?）控制電路根據(jù)控制特性，由一片十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160及輔助電路組成；</p><p>　　（3）計(jì)分電路用一片十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS160來分別計(jì)數(shù)，分?jǐn)?shù)顯示選用BCD-七段顯示譯碼器7448來實(shí)現(xiàn)，甲、乙各用一片；</p><p>　?。?）接球電路分別用可復(fù)位開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)要求擊球位置的二極管點(diǎn)亮的時(shí)刻，合上開關(guān)，驅(qū)動(dòng)控制電路與計(jì)分電路實(shí)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(shí)現(xiàn)方法的系統(tǒng)方框圖</p><p>　　電路分解為四個(gè)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(hào)</p><p>　　系統(tǒng)中的輸入變量即為擊球信號(hào)及開始信號(hào)；輸出為計(jì)分信號(hào)。由擊球信號(hào)控制控制電路，控制電路再控制計(jì)分電路機(jī)顯示電路。

6、</p><p><b>　　三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　1、部分電路的設(shè)計(jì)及仿真</p><p><b>　?。?）顯示電路</b></p><p>　　用Multisim 2001軟件進(jìn)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(shí)芯片處于加計(jì)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(shí)鐘的頻率依次點(diǎn)亮，其仿真結(jié)果如下圖三所示：</p><p>　?。?）將加減控制端U/D接高電平，此時(shí)芯片處于減法計(jì)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(shí)鐘的頻率依次點(diǎn)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(dāng)擊球開關(guān)按下時(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。</p><p><b>　?。?）計(jì)數(shù)電路</b></p><p>　　a、計(jì)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(jì)分電路的主要功能是實(shí)現(xiàn)0到9的數(shù)字顯示，當(dāng)顯示

11、電路的第一個(gè)燈L1或最后一個(gè)燈L8點(diǎn)亮并且對(duì)應(yīng)擊球開關(guān)未按下時(shí)，對(duì)方的計(jì)分電路加一?，F(xiàn)以雙向開關(guān)模擬燈的亮滅，進(jìn)行計(jì)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(shí)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>　?。?）游戲開始時(shí)，按下空格鍵(裁判開關(guān))；</p><p>　?。?）開始時(shí)，甲先發(fā)球，球由左至右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)L8時(shí)，按下A（乙擊球開關(guān)），球被擊回，變?yōu)?/p>

13、由右至左運(yùn)動(dòng)；若球到達(dá)L8時(shí)乙擊不中球（即乙的擊球開關(guān)A未及時(shí)按下），則對(duì)應(yīng)甲的計(jì)分電路加一分，甲繼續(xù)發(fā)球：</p><p>　?。?）當(dāng)球到達(dá)L1時(shí)，按下A（甲擊球開關(guān)），球被擊回，由左至右運(yùn)動(dòng)；若甲擊不中（即甲的擊球開關(guān)A未及時(shí)按下），則乙的計(jì)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(diǎn)亮

14、的時(shí)候不太穩(wěn)定。</p><p>　　個(gè)人分析這種現(xiàn)象是因?yàn)殡娐返拿半U(xiǎn)與競(jìng)爭(zhēng)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(shí)到達(dá)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(shí)不能像預(yù)期的那樣穩(wěn)定。</p><p>　?。?）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(shí)現(xiàn)擊球，但是對(duì)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(shí)，擊球時(shí)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(shí)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(gè)， 雙向開關(guān)三個(gè)， </p><p>　　LED顯示燈九個(gè)， 脈沖、電源及地若干。</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)的收獲和體會(huì)</p><p>　　此次課程設(shè)計(jì)是我接觸的第一次設(shè)計(jì)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(xí)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(duì)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(jì)出整個(gè)電路，通過請(qǐng)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(duì)所學(xué)知識(shí)的鞏固和延伸，也讓

18、我深切的體會(huì)到在書本上所學(xué)的知識(shí)在現(xiàn)實(shí)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(gè)芯片以及相關(guān)器件的使用連接方法以及它們所能實(shí)現(xiàn)的基本功能功能。Multisim和Protel以前只是了解一點(diǎn)，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(huì)的東西。</p><p>　　大學(xué)的學(xué)習(xí)本身就是比較靈活的，這樣的課程對(duì)我們來說很有用，以后也會(huì)碰到這類型的實(shí)際問題和