18小時前結業(yè)論文目錄1 簡述 12 設計要求 23 可選用器件及說明 33.1 器材 33.2 集成電路 33.2.1 74LS248 43.2.2 74154為4線－16線譯碼器 53.2.3 74160十進制同步計數(shù)器（異步清除） 63.2.4 74LS191為4 位二進制同步加/減計數(shù)器 73.2.5 74LS193十進制同步加/減計數(shù)器（雙時鐘） 94 設計方案提示 114.1 倒計時電路 114.2 記分電路 114.3 足球運行模擬 115 足球游戲機電路圖 116.1 角逐電路 126.2 時間倒計時電路 13參考文獻 15附錄 16ABSTRACT 17KEYWORD 17全文共17頁 4235字足球角逐游戲機邏輯電路設計--足球游戲機時間倒計時電路計較機與信息工程學院 2005級3班 佟建明 200518156引導教師 李艷玲 講師摘要 這篇文章是介紹用數(shù)字體系模擬足球類場地上兩邊對壘角逐的排場及節(jié)制足球角逐游戲機的設計，用中小規(guī)模數(shù)字集成電路實現(xiàn)足球游戲機邏輯節(jié)制設計 。由16只LED閃光二極管取代足球運動，并按一定的法則舉行對壘角逐，甲乙兩邊各有一個操作角逐的按鍵AN1和AN2，按動使足球左右移動 。當進球時記分電路會給進球方不用人力加1 。時間倒計時到00時指示燈亮起以示角逐結束，高分者為獲勝方 。要害詞 足球游戲機；集成電路；倒計時電路；1 簡述隨著科學技能的發(fā)展，人類社會形態(tài)已進入到高度發(fā)達的信息化社會形態(tài)，信息時代的發(fā)展帶來了電子產品的進步 ?，F(xiàn)代電子產品的發(fā)展愈來愈快，各種新型電子元器件和智能化的電子產品已經在國平易近經濟的各個范疇和人們生活的各個方面患上到了日益廣泛的應用 。實現(xiàn)這種進步的主要原因就是出產制造技能和電子設計技能的發(fā)展 。其中電子玩具的發(fā)展也是在日益成熟 。足球角逐的排場是激感人心的，足球游戲機就是模擬足球類場地上兩邊對壘角逐的排場 。用數(shù)字體系節(jié)制足球角逐游戲機，其節(jié)制電路框圖如圖 1.1 所示 。面板布置示意向如圖 2 .1所示，足球的運動用閃光二極管表示 。圖1.1 足球游戲機節(jié)制框圖按照足球角逐的法則，該游戲機應有：1.1 按動開始鍵后，中間閃光二極管D8亮，甲、乙兩邊角逐可以開始，可以按動各自的角逐按鍵，舉行角逐 。1.2 足球進入足球門，則不用人力加1分，一位預示滿分為9分；二位預示滿分為99分 。1.3 足球角逐游戲機也有時間限定，在劃定的時間內，分值高者獲勝 。2 設計要求用中小規(guī)模數(shù)字集成電路設計足球角逐游戲機邏輯節(jié)制電路，具體的設計要求如下：2.1 角逐時間可自己設定，0-99分鐘（或0-99秒） 。2.2 足球可在甲、乙兩邊操作下向左、向右移動，當進入足球門后，體系將給進球方不用人力加1分 。2.3 角逐時，足球進入足球門后，舉行不用人力加1分，再按一下復位鍵，使足球到中間，即中間的D8閃光二極管亮 。此過程當中不斷表 。2.4 計分預示為2位預示，時間預示為2位預示 。2.5 當角逐時間倒計時到00時，光警示角逐結束，高分者為獲勝方 。圖 2.1 足球游戲機面板示意向3 可選用器件及說明3.1 器材直流穩(wěn)壓電源，面包板若干，按鍵，七段數(shù)碼管，閃光二極管（17個），1K歐姆電阻若干3.2 集成電路74LS154，74LS193，74LS160(4個)，74LS191，74LS248或74LS48(6個)登門電路以下對集成電路做一些簡要說明：3.2.1 74LS24874LS248為有內部上拉電阻的BCD-七段譯碼器/驅動器，共有54/74248和54/74LS248兩種線路布局型式 。輸出端(a~g)為低電平有效，可直接驅動指示燈或共陰極LED 。當要求輸入0～15時，消隱輸入(/BI)應為高電平或開路，對于輸出 0時還要求電子脈沖消隱輸入(/RBI)為高電平或開路 。當BI為低電電平，無論其它輸入端狀況怎樣，a～g均為低電平 。當/RBI和地址端(A~D)均為低電平，而且燈測試(/LT)為高電日常平凡，a~g均為低電平，電子脈沖消隱輸出(/RBO)為低電平 。當BI為高電平開路時，/L T的低電平可使a～g為高電平 。248與48的引出端排列，功能和電特性分別不異，不同僅在預示的字形6和9，6和9的預示不同 。引出段符號：A，B，C，D譯碼地址輸入端/BI，/RBO消隱輸入（低電平有效）電子脈沖消隱輸出（低電平有效）/LT燈測試輸入端（低電平有效）/RBI電子脈沖消隱輸入端（低電平有效）a~g段輸出（低電平有效）外引線排列見圖3.1所示:圖3.1 74LS248管腳圖3.2.2 74154為4線－16線譯碼器54/74154為4線－12線譯碼器，其主要電特性的典型值如表3.2.2：tpd PDABCD－>output G1、G2->output23ns 19ns 170mW表 3.2.2 74154的電特性的典型值當選通端（G1、G2）均為低電日常平凡，可將地址端（ABCD）的二進制編碼在一個對應的輸出端，以低電平譯出 。若將G1和G2中的一個作為數(shù)值輸入端，由ABCD對輸出尋址，54/74154還可作1線－16線數(shù)值分配器 。引出端符號：A、B、C、D 譯碼地址輸入端(低電平有效)G1、G2 選通端(低電平有效)0－15 輸出端(低電平有效)74154的管腳圖如圖3.2.2所示：圖3.2.2 74154芯片的管腳圖3.2.3 74160十進制同步計數(shù)器（異步清除）160為可預置的十進制同步計數(shù)器，共有54/74160和54/74LS160兩種線路布局型式，其主要電特性的典型值如表3.2.3所示：型號 FMAX PD CT54160/CT74160 32MHz 305mWCT54LS160/CT74LS160 32MHz 93mW表3.2.3 74160的主要電特性的典型值160的清除端是異步的 。當清除端/MR為低電日常平凡，無論時鐘端CP狀況怎樣，即可完成清除功能 。160的預置是同步的 。當置入節(jié)制器/PE為低電日常平凡，在CP上升沿作用下，輸出端Q0－Q3與數(shù)值輸入端P0－P3一致 。對于54/74160，當CP由低至高跳變或跳變前，如果計數(shù)節(jié)制端CEP、CET為高電平，則/PE應制止由低至高電平的跳變，而54/74LS160無此種限定 。160的計數(shù)是同步的，靠CP同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的 。當CEP、CET均為高電日常平凡，在CP上升沿作用下Q0－Q3同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中浮現(xiàn)的計數(shù)尖峰 。對于54/74160，只有當CP為高電日常平凡，CEP、CET才容許由高至低電平的跳變，而54/74LS160的CEP、CET跳變與CP無關 。160有超前進位功能 。當計數(shù)溢出時，進位輸出端（TC）輸出一個高電平電子脈沖，其寬度為Q0的高電平部分 。在不過加門電路的環(huán)境下，可級聯(lián)成N位同步計數(shù)器 。對于54/74LS160，在CP浮現(xiàn)前，縱然CEP、CET、/MR發(fā)發(fā)生變故化，電路的功能也不受影響 。引出端符號：TC 進位輸出端CEP 計數(shù)節(jié)制端Q0－Q3 輸出端CET 計數(shù)節(jié)制端CP 時鐘輸入端（上升沿有效）/MR 異步清除輸入端（低電平有效）/PE 同步并行置入節(jié)制端（低電平有效）74160的管腳圖如圖3.2.3所示：圖3.2.3 74160的管腳圖3.2.4 74LS191為4 位二進制同步加/減計數(shù)器191 為可預置的 4 位二進制同步加/減計數(shù)器，共有54191/74191，54LS191/74LS191 兩種線路布局形式 。其主要電特性的典型值如表3.2.4所示：型號 fc PD54191/74191 25MHz 325mW54LS191/74LS191 25MHz 100mW表3.2.4 74LS191的電特性的典型值191 的預置是異步的 。當置入節(jié)制端（LOAD）為低電日常平凡，無論時鐘CLOCK的狀況怎樣，輸出端（QA～QD）即可預置成與數(shù)值輸入端（A－D）相一致的狀況 。191 的計數(shù)是同步的，靠CLOCK加在 4 個觸發(fā)器上而實現(xiàn) 。當計數(shù)節(jié)制端（EN G）為低電日常平凡，在CLOCK上升沿作用下QA～QD同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中浮現(xiàn)的計數(shù)尖峰 。當計數(shù)體式格局節(jié)制（DOWN/UP）為低電日常平凡舉行加計數(shù)，當計數(shù)體式格局節(jié)制（DOWN/UP）為高電日常平凡舉行減計數(shù) 。只有在CLOCK為高電日常平凡EN G和DOWN/UP 才可以跳變 。191 有超前進位功能 。當計數(shù)溢出時，進位/錯位輸出端（MAX/MIN）輸出一個高電平電子脈沖，其寬度為 CLOCK 電子脈沖周期的高電平電子脈沖；行波時鐘輸出端（RC）輸出一個寬度等于 CLOCK 低電平部分的低電平電子脈沖 。利用 RC 端，可級聯(lián)成 N 位同步計數(shù)器 。當采用并行CLOCK 節(jié)制時，則將 RC 接到后一級 EN G；當采用并行 ENG 節(jié)制時，則將 RC 接到后一級 CLOCK 。引出端符號：MAX/MIN 進位輸出/錯位輸出端CLOCK 時鐘輸入端（上升沿有效）EN G 計數(shù)節(jié)制端（低電平有效）A－D 并行數(shù)值輸入端LOAD 異步并行置入節(jié)制端（低電平有效）QA～QD 輸出端RC 行波時鐘輸出端（低電平有效DOWN/UP 加/減計數(shù)體式格局節(jié)制端74LS191的管腳圖如圖3.2.4所示：圖3.2.4 74LS191的管腳圖3.2.5 74LS193十進制同步加/減計數(shù)器（雙時鐘）193 為可預置的十進制同步加/減計數(shù)器，共有54193/74193，54LS193/74LS193 兩種線路布局形式 。其主要電特性的典型值如表3.2.5所示：型號 fc PD54193/74193 32MHz 325mW54LS193/74LS193 32MHz 95mW表3.2.5 74LS193的電特性的典型值193 的清除端是異步的 。當清除端（CLEAR）為高電日常平凡，無論時鐘端（C DOWN、C UP）狀況怎樣，即可完成清除功能 。193 的預置是異步的 。當置入節(jié)制端（LOAD）為低電日常平凡，無論時鐘（C DOWN、C UP）的狀況怎樣，輸出端（QA－QD）即可預置成與數(shù)值輸入端（A－D）相一致的狀況 。193 的計數(shù)是同步的，靠C DOWN、C UP同時加在 4個觸發(fā)器上而實現(xiàn) 。在C DOWN、C UP上升沿作用下QA－QD同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中浮現(xiàn)的計數(shù)尖峰 。當舉行加計數(shù)或減計數(shù)時可分別利用C DOWN或C UP，此時另一個時鐘應為高電平 。當計數(shù)上溢出時，進位輸出端（CARRY）輸出一個低電平電子脈沖，其寬度為 C UP 低電平部分的低電平電子脈沖；當計數(shù)下溢出時，錯位輸出端（BORROW）輸出一個低電平電子脈沖，其寬度為 C DOWN 低電平部分的低電平電子脈沖 。當把 BORROW 和 CARRY 分別連接后一級的 CDOWN、C UP，即可舉行級聯(lián) 。引出端符號：BORROW 錯位輸出端（低電平有效）CARRY 進位輸出端（低電平有效）C DOWN 減計數(shù)時鐘輸入端（上升沿有效）C UP 加計數(shù)時鐘輸入端（上升沿有效）CLEAR 異步清除端A－D 并行數(shù)值輸入端LOAD 異步并行置入節(jié)制端（低電平有效）QA－QD 輸出端74LS193的管腳圖如圖3.2.5所示：圖3.2.5 74LS193的管腳圖4 設計方案提示足球角逐游戲機邏輯電路設計可以從以下幾方面考慮：4.1 倒計時電路使用集成電路74LS191設定角逐時間，并給當時鐘電子脈沖使按減法計數(shù)工作 。角逐時間到00時，光警示閃光二極管亮起，以示角逐時間到，角逐結束 。4.2 記分電路當足球進入足球門后，產生一電子脈沖，使記分計數(shù)器不用人力加1，這搭使用兩片同步十進制計數(shù)器74LS160接成百進制計數(shù)器 。譯碼預示器件可選用共陰極的，也可選用共陽極的，這搭選用了共陰極的 。4.3 足球運行模擬足球運行模擬用計數(shù)器計數(shù)、譯碼來驅動閃光二極管 。4.4 當甲乙某一方進球后，按照足球角逐規(guī)矩必須先按一下復位按鍵節(jié)制足球在足球類場地中間，即閃光二極管D8亮 。5 足球游戲機電路圖按照設計要求，足球角逐法則足球角逐游戲機的邏輯電路節(jié)制參考圖如圖 5.1 所示 。圖 5.1 足球游戲機電路圖6 足球游戲機電路說明6.1 角逐電路它由74LS193可逆計數(shù)器，4-16線譯碼器74154，十進制計數(shù)器74LS160和譯碼預示等芯體構成 。當按動"RESET"復位按鍵后，74LS193置入"1000"，D8閃光二極管亮，示意足球在球類場地中間 。當按動"START"啟動按鍵后，給足球角逐游戲機倒計時電路送數(shù)配置時間，倒計時開始，并清零甲乙兩邊比分，角逐開始 。經譯碼輸出后的閃光二極管左右移動，若閃光二極管移動至D1亮時，足球進了右邊足球門，計數(shù)器計數(shù)一次乙方不用人力加一分；反之，若閃光二極管移動至D16亮時，足球進了左邊足球門，計數(shù)器計數(shù)一次，甲方不用人力加一分 。無論D1或D16亮時積分預示不用人力加一分時都需要按一下復位鍵RESET復位，使D8亮，足球到球類場地中間 。甲乙兩邊按動AN1和AN2開始繼續(xù)角逐 。按照足球角逐法則在角逐中無暫停，即不斷表 。6.2 時間倒計時電路時間倒計時部分是用七段數(shù)碼管及它的預示譯碼器74LS248實現(xiàn)時間的預示，用兩片4位二進制加|減計數(shù)器74LS191來實現(xiàn)計數(shù)并倒計時 。另有需要加上一些門電路來實現(xiàn)此部分 。足球角逐總時間都是90分鐘特此本設計時間也是從89分鐘開始倒計時到00，故時間配置為90 。個位的74LS191置數(shù)為9，即輸入端（D0-D3）置成1001 。百位的74LS191置數(shù)為8，即輸入端（D0-D3）置成1000 。其設計框圖為如圖6.2.1所示：圖6.2.1 倒計時電路框圖（連線）7 總結此設計頂用了大量的門電路與74LS191、74LS154、74LS160、74LS193、74LS48與共陰極數(shù)碼管 。此設計總共用了近一個月的時間，前一周時間為具體操作籌辦了意見根蒂根基 。接下來兩周具體連接電路，測試，修改到完成 。最后一周編撰論文及修改論文 。在本設計過程當中遇到了很多的問題：之前的設計中沒用過面包板，所以中間有很多地方斷開，使患上電路不克不及正常工作 。浮現(xiàn)問題時只能一步步舉行測試，從而一一攻克了遇到的問題，在測試時發(fā)現(xiàn)了本來面包板不是只有劃定的幾個地方要連接，除此之外，它本身也會連接欠好，而影響電路，這時我們必須將連接欠好的地方用線連上 。另有對所學過的常識掌握不扎實從而必須查尋很多相關資料，看書，看集成電路的功能及需要熟悉管腳 。通過本次設計不僅學到很多常識的同時強化了之前所學的常識，并對集成電路了解的更多了，也學會在邏輯電路中怎樣測試，怎樣查尋遇到問題 。在這篇文章的撰著過程當中患上到了李艷玲老師的精心引導，在此表示衷心的感謝 。參考文獻[1] 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Tong Jian Ming200518156Directed byLi YanlinglecturerAbstract this article is the introduction simulates in the soccer field with the number system both sides to face one another competitions scene and the control football competition mechanical games design，realizes the soccer mechanical games logical control design with the small scale digital integrated circuit. Replaces the soccer sports by 16 LED light emitter diode，and carries on according to certain rule faces one another the competition，armor second grade both sides has operation competitions button AN1 and AN2 respectively，causes about the soccer to move. When scores point records points the electric circuit to be able to give goal side automatic Canada 1. Shone the time countdown to 00:00 indicating lamps shows to compete ends，the high score to win the side.Keyword soccer mechanical games; Records points the electric circuit; Countdown electric circuit;

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