拔河游戏机电路设计

拔河游戏机电路设计程序一、总体设计思想电子拔河游戏机是一种能容纳甲乙双方参赛游戏电路。

由一排发光二极管表示拔河的“电子绳”。

由甲乙双方通过按纽开关使发光二极管向一方的终点延伸，当延伸到某方的最后一个发光二极管时，则该方获胜，连续比赛多局以定胜负。

1.基本原理本电路要求使用9个发光二极管，开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。

游戏双方各持一个按钮，迅速地、不断地按动，产生脉冲，谁按得快，亮点就向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次。

亮点移到任一方终端二极管时，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复到中心。

最后用数码管显示获胜者的盘数。

由设计内容可知，首先需要一个十进制的计数器，用于对双方按钮的次数计数，并通过译码器显示在数码管上。

设计要求用50MHz的频率，而设计用到的是1K Hz的频率，所以要设计一个程序进行分频。

其次，显视控制部分设计要求在发光二极管上显示游戏状态，双方每按十次，亮点向先按十次移动一次，对脉冲进行计数，每十次移一位。

需接入一个清零端，用于复位。

再次，运用VHDL程序语言进行各个模块的程序编写，控制电路的正常运行。

最后，将以上程序组装起来，就可得到所需要的拔河游戏机library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity bahe isport (a,b,rst,clk:in std_logic;sg,led:out std_logic_vector(8 downto 0);bt:out std_logic_vector(7 downto 0));end bahe;----------------------------------architecture one of bahe iscomponent cnt10port (clk,rst,en:std_logic;cout:out std_logic;cq:out std_logic_vector(3 downto 0));end component;component scanport (clk :in std_logic;a1, a2,a3,b1,b2,b3:in std_logic_vector(3 downto 0);sg:out std_logic_vector(8 downto 0);bt: out std_logic_vector(7 downto 0));end component;component lmovport (kl ,kr:in std_logic_vector(3 downto 0) ;led:out std_logic_vector(8 downto 0);en : out std_logic;rst:in std_logic);end component;signal e,f,ca1,ca2,cb1,cb2:std_logic;signal cqa1,cqa2,cqa3,cqb1,cqb2,cqb3:std_logic_vector(3 downto 0); beginu1: cnt10 port map (en=>e,rst=>rst,clk=>a,cout=>ca1,cq=>cqa1);u2: cnt10 port map (en=>e,rst=>rst,clk=>ca1,cout=>ca2,cq=>cqa2); u3: cnt10 port map (en=>e,rst=>rst,clk=>ca2,cq=>cqa3);u4: cnt10 port map (en=>e,rst=>rst,clk=>b,cout=>cb1,cq=>cqb1);u5: cnt10 port map (en=>e,rst=>rst,clk=>cb1,cout=>cb2,cq=>cqb2); u6: cnt10 port map (en=>e,rst=>rst,clk=>cb2,cq=>cqb3);u7: scan port map (a1=>cqa1,a2=>cqa2,a3=>cqa3,b1=>cqb1,b2=>cqb2,b3=>cqb3,clk=>clk,sg=>sg,bt=>bt);u8:lmov port map (en=>e,kl=>cqa2,kr=>cqb2,rst=>rst,led=>led); end architecture one;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity cnt10 isport(clk,rst,en:std_logic;cout:out std_logic;cq:out std_logic_vector(3 downto 0));end;architecture one of cnt10 isbeginprocess(clk,rst,en)variable cqi:std_logic_vector(3 downto 0);beginif rst='1' thencqi:=(others=>'0');elsif clk'event and clk='1' thenif en='1' thenif cqi<9 then cqi:=cqi+1;else cqi :=(others=>'0');end if ;end if;end if;if c qi=9 then cout<='0' ;else cout<='1';end if;cq<=cqi;end process;end;电路的VHDL程序如下：library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity scan isport (clk :in std_logic;a1,a2,a3,b1,b2,b3:in std_logic_vector(3 downto 0); sg:out std_logic_vector(8 downto 0);bt: out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture one of scan issignal cnt4:std_logic_vector(2 downto 0);signal a:std_logic_vector(3 downto 0);signal clk1:std_logic;beginp1:process(cnt4)begincase cnt4 iswhen "000"=>bt<="10000000";a<=a1;when "001"=>bt<="01000000";a<=a2;when "010"=>bt<="00100000";a<=a3;when "011"=>bt<="00000100";a<=b1;when "100"=>bt<="00000010";a<=b2;when "101"=>bt<="00000001";a<=b3;when others=>bt<="00000000";end case ;end process p1;---------------------------------p2:process (clk)variable ct:integer range 0 to 50000;beginif clk'event and clk='1' then --1000HZif ct<49999 thenct:=ct+1;clk1<='0';elsect:=0;clk1<='1';end if;end if;end process p2;process(clk1)beginif clk1'event an d clk1='1' thenif cnt4<5 thencnt4<=cnt4+1;cnt4<="000";end if;end if;end process;------------------------------------process (a)begincase a iswhen "0000"=>sg<="100000000";when "0001"=>sg<="111110001";when "0010"=>sg<="001001000";when "0011"=>sg<="001100000";when "0100"=>sg<="000110010";when "0101"=>sg<="000100100";when "0110"=>sg<="000000100";when "0111"=>sg<="111110000";when "1000"=>sg<="000000000";when "1001"=>sg<="100011111";when "1010"=>sg<="000100100";when "1011"=>sg<="000011000";when "1100"=>sg<="010001100";when "1101"=>sg<="001001000";when "1110"=>sg<="001000000";when "1111"=>sg<="000011111";when others=>null;end case ;end process;end;⑸胜负显示将双方终端二极管正极经非门后的输出分别接到二个CC4518计数器的EN端，CC4518的两组4位BCD码分别接到实验装置的两组译码显示器的A、B、C、D插口处。

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。

电子技术课程设计----拔河游戏机目录一、设计任务以及要求--------------------------------------- 3二、总体框图----------------------------------------------------3三、选择器件----------------------------------------------------4四、功能模块---------------------------------------------------14五、总体设计电路图------------------------------------------21六、实验感言---------------------------------------------------22一、设计任务以及要求1.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。

2.显示器显示胜者盘数二、总体框图1. 电路原理图：拔河游戏机的电路框图2. 设计方案:可逆计数器74LS192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74LS192计数器的CPD 和CPU。