单片机拔河游戏机课程设计

前言近年来，由于半导体技术的迅速发展，各种非常便利的电子设备得到普遍的应用与开发。

个人计算机的体积直到十多年前还有桌面那么大，然而现在能够缩小到手掌般大小。

是应为采用了大规模集成电路。

制作电子设备，或者需要设计功能复杂的电子电路，则需要一开始就能熟悉并掌握知识与技能。

通过一个时期的数字电路基础的学习，初步掌握电子技术的基础。

此次设计设计的电子技术主要在涉及数字电路基础的知识。

涉及译码器、计数器、基本RS触发器。

通过RS触发器的应用，可以得到硬件去抖动的效果。

计数器选择可加减74系列的74LS192计数器。

译码器选择74系列的74LS138。

本次课题需要用到计算机技术进行仿真模拟。

通过Multisim 10软件进行计算机硬件模拟仿真。

从而达到不需要实物制作。

从中找出错误的原因并且能够方便的修改实际电路。

保证学习的效率。

如果因制作的电路由于某些原因学习不正常而灰心，就不会有进步。

学习的挑战就是要经历多次失败。

学习电子电路就是这样，如果不理解失败的原因，就要多看参考书与前辈的优秀的电子电路设计，从而提高自己的设计水平。

往往可以解决很多问题与困难。

实际的制作，不拘泥与理论。

而是通过实际的设计与组装数字电路学习数字IC的功能和数字电路的结构。

通过这些制作。

使我能够更加熟悉数字电路以及常用的工具实用的技巧。

实际与理论结合从而完成一个课题就具有更加大的乐趣与成就感。

懂得了数字电路的奥秘与内涵，就会产生无穷的乐趣。

1.总体设计方案1.1 拔河游戏机设计方案图1 总体设计方案增减计数器74LS192原始状态输出4位二进制数0000，经两个74LS138译码器输出使中间的一致点评指示灯Y。

点亮。

当按动A，B两个按键时，分别产生两个脉冲信号，经整形后分别加到增减计数器上，74LS192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，是这一状态被锁定，而对输入脉冲不起作用。

课程设计任务书题目拔河游戏控制电路专业学号姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容*1．阅读相关科技文献。

2．学习protel软件的使用。

3．学会整理和总结设计文档报告。

4．学习如何查找器件手册及相关参数。

技术要求1.<2.要求电路使用9个发光二极管显示拔河过程，开机后只有中间一个发光二极管发光，即为拔河中心；3.游戏双方各持一个按钮，按钮每按下一次，亮点向本方移动一次，拔河过程中有且只有一个发光二极管发光；4.亮点移动到任意一段的终端二极管时，此方获胜，并且此时双方按钮均无作用，输出状态保持，复位后亮点回到中心点。

主要参考资料1．何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001年6月；（2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月；3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月；4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月；5．康华光，电子技术基础，高教出版社，2003。

}完成期限： 2011年6月28日指导教师签章：专业负责人签章：2011年6月27日摘要》本课题的主要任务是让拔河游戏控制电路的电平指示灯由中点向己方延伸，而阻止其向对方延伸。

可以设想用可预置的加/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电平指示灯的显示状态。

如当计数器进行加法计数时，发亮的电平指示灯向甲方延伸，相反，进行减法计数时，发亮的电平指示灯向相反方向延伸。

当延伸到一方的终点就就把电路锁定，此时双方按键均无作用，只有裁判员按了复位按键双方才能继续下一盘的比赛。

此电路可分为脉冲发生器电路和计数/译码器电路两大部分。

脉冲发生器电路部分采用两个与非门组成的基本RS触发器构成的去抖电路以及有与门、与非门构成的整形电路，可以将按钮A、B产生的脉冲整形成占空比较高的信号。

计数器电路部分以74LS/HC193为主体，译码器采用由集成芯片74HC138扩展的4线-16线译码器。

拔河游戏机一、设计任务与要求拔河游戏机用9个灯泡指示灯排列成一行，开机后只有中间一个点亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地、不断地按动产生脉冲，谁按得快，亮点向谁方向移动，不断地按，亮点不断地移动。

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。

二、总体框图可逆计数器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和反相器74LS04后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。

如按动开关3，亮点又回到中点位置，再次按动开关3，比赛又可重新开始。

为指出谁胜谁负，需用一个控制电路，当亮点移动到任何一方的终端时，则判该方为胜，此时双方按键均无效，此电路可用或门实现，将双方终端接至或门的2个输入端，当获胜一方为“1”，而另一方则为“0”，或门输出为“1”，此时的输出再与编码电路的输出经一或门，分别送到74LS193计数器的CPD 和CPU。

三、选择器件74LS138 3线—线译码器 1片74LS193 同步二进制可逆计数器 1片74LS00 四2输入与非门 2片74LS04 六反向器 2片74LS08 四2输入与门 1片74LS32 四2输入或门 1片电阻 1 KΩ 4个100Ω1个开关单刀双掷开关 2个单刀单掷开关 1个下面详细介绍这些器件3.1 3线—8线译码器74LS138图（1）74LS138的逻辑符号图图（2） 74LS138的逻辑框图输入的3位二进制代码共有8种状态，译码器将每个输入代码译成对应的一根输出线上的高、低电平信号。

图（1）为3线-8线译码器74LS138的逻辑符号图，其有3个附加的控制端G1、G2A和G2B。

拔河游戏机课程设计论文一、教学目标本课程旨在通过拔河游戏机的设计与制作，让学生掌握基础的物理原理和工程实践技能，提高他们的创新能力和团队合作意识。

具体目标如下：1.了解拔河游戏机的工作原理和相关物理知识；2.掌握基本的电路设计和制作技巧；3.了解团队合作的重要性和技巧。

4.能够独立设计和制作简单的拔河游戏机；5.能够运用物理知识解决实际问题；6.能够在团队中发挥自己的专长，完成团队任务。

情感态度价值观目标：1.培养学生对科学的兴趣和好奇心；2.培养学生勇于尝试、不断进步的精神；3.培养学生团队合作、互助互爱的精神。

二、教学内容教学内容主要包括三个部分：物理原理、电路设计、团队合作。

1.物理原理：介绍拔河游戏机的工作原理和相关物理知识，如力学、电磁学等。

2.电路设计：教授基本的电路设计和制作技巧，如电路图的绘制、电子元件的选择和焊接等。

3.团队合作：教授团队合作的重要性和技巧，如沟通协作、任务分配、时间管理等。

三、教学方法本课程采用多种教学方法，如讲授法、实践操作法、小组讨论法等。

1.讲授法：用于讲解物理原理和相关知识。

2.实践操作法：用于电路设计和制作，让学生亲自动手实践。

3.小组讨论法：用于团队合作部分，鼓励学生发表自己的观点和想法，培养团队合作精神。

四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。

1.教材：选用权威、实用的教材，如《物理》、《电子技术》等。

2.参考书：提供相关的参考书籍，如《电路设计手册》、《团队合作指南》等。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解知识。

4.实验设备：提供充足的实验设备，如电路实验板、电子元件等，确保每个学生都能动手实践。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试等，以全面反映学生的学习成果。

1.平时表现：评估学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等，以考察学生的学习态度和理解能力。

2.作业：布置适量的作业，评估学生的完成情况和理解程度。

拔河游戏机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解拔河游戏机的基本工作原理，掌握相关的物理知识，如力的作用、摩擦力的产生等。

2. 学生能运用所学的数学知识，计算出拔河游戏机在比赛中的力量分配和胜负概率。

3. 学生了解拔河游戏机的设计理念，掌握其结构组成，并能与实际生活中的应用相结合。

技能目标：1. 学生能运用所学的知识，设计并制作一个简单的拔河游戏机模型，提高动手操作能力和创新能力。

2. 学生通过小组合作，学会与他人沟通、协作，培养团队精神和解决问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对物理、数学等学科的兴趣和好奇心，激发学习的积极性。

2. 学生通过拔河游戏机的设计与制作，体验科技与生活的紧密联系，提高对科技创新的认识和尊重。

3. 学生在团队活动中，学会尊重他人、公平竞争，培养良好的道德品质。

本课程针对五年级学生设计，结合学科特点，注重知识性与实践性相结合。

在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、兴趣和需求，以拔河游戏机为载体，引导学生主动探索、合作学习，实现课程目标。

通过本课程的学习，旨在提高学生的学科素养，培养学生的创新能力、团队协作能力和实践操作能力。

二、教学内容1. 物理知识：- 力的概念、作用和效果- 摩擦力的产生和影响因素- 平衡力的判断与应用2. 数学知识：- 概率计算与统计分析- 力的合成与分解- 几何图形的认识与应用3. 设计与制作：- 拔河游戏机的结构组成与工作原理- 拔河游戏机模型的制作方法与步骤- 创新设计理念在拔河游戏机中的应用4. 小组合作与团队协作：- 小组分工与责任明确- 团队沟通与协作技巧- 公平竞争与团队精神教学内容依据课程目标，结合课本知识，进行科学、系统的组织。

教学大纲分为以下四个阶段：第一阶段：物理、数学知识学习（2课时）第二阶段：拔河游戏机结构与原理学习（2课时）第三阶段：拔河游戏机模型设计与制作（3课时）第四阶段：小组合作、展示与评价（2课时）教学内容具体安排如下：1. 物理知识：第一章力的概念、第二章摩擦力、第三章平衡力2. 数学知识：第一章概率计算、第二章力的合成与分解、第三章几何图形3. 设计与制作：第一章拔河游戏机结构、第二章制作方法、第三章创新设计4. 小组合作与团队协作：全课程贯穿三、教学方法本课程采用多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果。

51拔河游戏机课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解51拔河游戏机的电路原理，掌握基本电子元件的功能和使用方法。

2. 学生能运用已学的编程知识，设计并实现拔河游戏的程序。

3. 学生了解数字电路的基本概念，掌握简单的逻辑电路分析。

技能目标：1. 学生通过拔河游戏机的制作，提高动手实践能力，培养电子制作和编程技能。

2. 学生能够运用团队合作的方式，共同解决问题，提高沟通与协作能力。

3. 学生学会运用所学知识，解决实际生活中的问题，提高创新意识和创新能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，增强对科学技术的兴趣，激发探究精神。

2. 学生在团队协作中，学会尊重他人，培养合作精神，提高集体荣誉感。

3. 学生通过拔河游戏机的制作，认识到知识的力量，增强学习信心，培养积极向上的学习态度。

本课程结合学生的年级特点，注重理论与实践相结合，以提高学生的动手能力、创新意识和团队协作能力为主要目标。

课程设计以实际操作为主，引导学生通过实践活动，掌握电子制作和编程技能，培养科学素养，为今后的学习打下坚实基础。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分：1. 51拔河游戏机电路原理分析：讲解基本的电子元件如电阻、电容、二极管、三极管等的功能和使用方法，引导学生理解电路的工作原理。

2. 编程知识：运用课本中介绍的编程语言，设计并实现拔河游戏的程序。

包括游戏规则设定、玩家输入输出控制、得分统计等。

3. 数字电路基础：介绍数字电路的基本概念，如逻辑门、触发器等，以及简单的逻辑电路分析。

4. 制作拔河游戏机：学生分组进行实际操作，按照教学大纲逐步完成拔河游戏机的制作。

具体教学内容安排如下：第一课时：介绍电子元件，分析51拔河游戏机电路原理。

第二课时：复习编程知识，设计拔河游戏程序框架。

第三课时：学习数字电路基础，进行简单逻辑电路分析。

第四课时：分组制作拔河游戏机，进行调试与优化。

第五课时：展示作品，总结评价。

教学内容与课本紧密关联，确保学生能够将所学知识应用于实际制作中，提高学生的实践能力和创新能力。

一、设计要求：1、拔河游戏机需要9个发光二极管排成一行，开机后只有中间一个亮点，以此作为拔河的中间线，游戏双方各持一个按键，迅速、不端地按动产生脉冲，哪方按得快，亮点就向哪方移动，每按一次，亮点移动一次。

移到任一方二极管的终端，该方获胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经复位后才能使亮点恢复到中心线。

2、显示器显示胜者的盘数。

二、采用器件及软件环境：硬件：ispLSl1016E芯片软件：ispEXPERT System及windows2000操作系统三、设计思想及说明：1、概述：使用ispLSl1016E芯片，使用ispEXPERT下载到芯片，采用74LS162计数，采用数字电路实现系统设备模拟测试2、设计思想：9个发光二极管用来模拟拔河的过程，中间一个灯为中线标志。

模拟的两端按左右两个按钮，按钮产生脉冲信号，芯片根据两侧按钮信号的快慢，控制中间的发光二极管的灯的熄灭，某一侧按得较快，中间亮的灯就会向那一侧移动；当亮的灯到达最外侧的灯时，锁定程序，（即任何按键无效，直到按复位键复位）并且相应端的计数器计数加一，用以表示获胜的次数。

使用复位键可以在锁定或者在比赛中断后重新开始时，将标志灯回到中心。

3、说明：中间灯亮表示中线；最外侧灯亮表示该端获胜；计数表示获胜次数；复位键使亮灯回到中线位置。

四、设计步骤，各模块组成，简要说明：1、设计步骤：分析设计要求，选择合适芯片，编写芯片代码，下载代码到芯片，连接数字电路，分项测试功能。

2、模块组成：设计程序使用一个名为baheji的模块，模块分为初始化（复位），判断是否到达最末端，没有的话，根据按键方式判断移动中间的信号灯；如果到达末端，产生计数，并且锁定；四个部分。

3、简要说明：count1.ar = cd1;count2.ar = cd1;score1.ar = cd2;score2.ar = cd2;初始化（复位）拔河游戏。

(count1-count2==4)或(count1-count2==-4);//说明：判断是否到达最末端的条件，如果是的话，计分器加1，并执行将死锁，并且将L发光二极管锁定状态。

“拔河游戏”玩具一 内容提要:电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛或甲乙双方加裁判的三人游戏电路。

由一排LED 发光二极管表示拔河的“电子绳”。

由甲、乙二人通过按钮开关使发光的LED 管向自己一方的终点移动，当亮点移到任何一方的终点时，则该方获胜，连续比赛多局以定胜负。

本文粗略讲述了我们组在本次课程设计中的整个设计过程及收获。

二 设计内容及要求:1. 设一个裁判按键, 供裁判宣布新一轮游戏开始. 裁判按键后, 两个竞赛按键才有效，同时将中间的发光二极管点亮（绳子中心居中）。

安排15个发光二极管模拟绳子.2. 设两个竞赛按键供二人游戏使用，每按动一次，产生一个脉冲，使计数器加1 或减 1 ，计数器经过译码后 ，绳子中心相应地移动一次。

此处注意：如一方在按键或松开按键时，要保证另一方能正常工作。

3．当绳子中心（点亮的发光二极管）移到任一端，结束游戏。

同时，要锁住计数脉冲，竞赛按键无效， 并产生一计分脉冲。

4．(*) 安排两个计分计数器及译码，显示电路，实现计分，记录双方获胜的次数。

三 设计思路及原理:1、电子绳用15个发光二极管2、两个人分别用两个按钮向4为二进制可逆计数器送加减脉冲，看谁快3、 按钮输入需要防抖，并整成窄脉冲为防止一方按住按键不放而使计数器无法对另一方脉冲计数4、要使计数器的计数值对应点亮对应相应的灯，需要用译码器（用154或138）甲方 乙方1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15用138，需要两片，要考虑如何配合5、任一方胜出，应阻止计数脉冲继续输入，★并为胜出方加分胜出条件的判别可从译码器获得，也可从计数器获得●停止计数可锁住计数脉冲，也可直接停止计数器●胜出次数记分，甲乙各用一位十进制计数器，由获胜判别给出计数脉冲6、要设置一裁判键来启动新一轮比赛，需要完成的任务是，①为计数器置初值（使电子绳亮点位于中心），②开放甲乙双方的脉冲输入（防止强按）。

单片机拔河游戏机课程设计Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022HUBEI NORMAL UNIVERSITY课程设计报告Course Design Report所在院系教育信息与技术学院专业名称信息工程班级0902题目拔河游戏机指导教师田文汇成员孙强魏超罗志伟完成时间2011，12,10目录拔河游戏机1 设计目的（1）熟悉巩固和加深所学电子技术课程的基本知识，提高综合运用所学知识的能力。

（2）培养学生根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力，提高学生独立解决工程实际问题的能力。

（3）通过设计方案的分析比较、设计计算、元件选择及电路安装调试等环节，初步掌握单实用电路的工程设计方法。

（4）提高学生的动手能力，掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法。

（5）了解与课题有关的电路以及元器件的工程技术规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。

2 设计思路15个二极管排成一条直线，两边各装一个按键，每按一次按键，就会产生一个有效低电平，哪边按一次，发光二极管就向哪边移一位。

安装一个复位开关，第一次按是让发光二极管回到中点，再按一下后，蜂鸣器发出响声，两边选手就可以拔河了。

当发光二极管移到终端时，两边选手按键无效，数码管就会记录一下对应的盘数。

再按复位键，以进行下次的拔河。

再用一个清零键，用于让记录盘数的数码管清零，同时发光二极管也回到中点。

3 设计过程我的电路分为五个部分，数码管，蜂鸣器，清零部分，拔河部分，发光二极管。

数码管主要用于显示双方的盘数，蜂鸣器用于提醒选手拔河开始或拔河结束，清零部分用于对数码管清零和发光二极管复位，拔河部分用于控制发光二极管的移动，发光二极管显示拔河的状态，当终点亮时，数码管计数。

方案论证按两次复位键后，蜂鸣器响起，两边选手开始拔河。

课程设计报告之电子拔河游戏机
电子拔河游戏机是一款受到全球玩家喜爱的多人娱乐游戏，其机器可实现两两进行拔
河斗技，实现多人同时游戏的娱乐乐趣。

本课程设计的目的是设计一种电子拔河游戏机，
并实现多人进行拔河游戏。

首先，设计电子拔河游戏机的硬件系统。

该游戏机由触摸屏，多个LED指示灯，按键，声音设备，电机系统，外壳，电源等组件组成，其中触摸控制屏幕是控制系统的核心部件。

其次，确定电子拔河游戏机的功能模块。

包括系统检查，触摸屏按钮功能，按钮驱动，声音播放，LED显示等，本系统采用C语言编写程序控制硬件，实现功能。

最后，在完善电子拔河游戏机的实物实现前，需要进行软件模拟，使用Pro/E进行器
件实物三维建模，使用C语言实现功能模块程序，使用MATLAB搭建时序模型进行整机功
能模拟，以测试游戏机正常工作的性能。

本课程设计主要采用C语言和electronic前端工具设计电子拔河游戏机，实现多人
同时参与游戏，增加娱乐性。

通过本次课程设计，设计者掌握了硬件系统，软件设计及整
机功能模拟测试的相关知识，让我们更加深入地了解电子游戏机的设计和实现技术。