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拔河游戏机拔河游戏机综合性实验综合性实验一、实验任务一、实验任务给定实验设备和主要元器件,按照电路的各部分组合成一个完整的拔河游戏机。 1、拔河游戏机需用 15 个(或 9个)发光二极管排列成一行,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,每按一次,亮点移动一次。移到任一方终端二极管点亮,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、显示器显示胜者的盘数。二、实验电路二、实验电路 1、实验电路框图如图 13-1 所示。 2、整机电路图见图 13 - 2 。三、实验设备及元器件三、实验设备及元器件??1 1、+ 、+ 5V 5V直流电源; 直流电源; ??2 2、、译码显示器; 译码显示器; ??3 3、逻辑电平开关; 、逻辑电平开关; ??4 4、、4514 ( (4 4线- 线- 16 16线译码/分配器)、线译码/分配器)、 40193 (同步递增/递减(同步递增/递减二进制计数二进制计数器)、器)、 4518 (十进制计数器)、(十进制计数器)、 4081 (与门)、(与门)、 4011 × ×3 3(与非门)、(与非门)、 4030 (异或门)和电阻(异或门)和电阻 1K 1K× ×4 4。。四、设计步骤四、设计步骤图13-2 为拔河游戏机整机线路图。 40193 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发光二极管点亮。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后驱动发光二极管点亮并产生位移,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。如按动复位键,亮点又回到中点位置,比赛又可重新开始。将双方终端二极管的正端分别经两个与非门后接至二 4518 的允许控制端 EN,当任一方取胜, 该方终端二极管点亮,产生一个下降沿使其对应的计数器计数。这样,计数器的输出即显示了胜者取胜的盘数。编码器有二个输入端,四个输出端,要进行加/ 减计数,40193 双时钟二进制同步加/ 减计数器来完成。 1、编码电路 2、整形电路?CC40193 是可逆计数器,控制加减的 CP脉冲分别加至 5脚和 4脚,此时当电路要求进行加法计数时, 减法输入端 CP D必须接高电平;进行减法计数时,加法输入端 CP U也必须接高电平,若直接由 A、B键产生的脉冲加到 5脚或 4脚,那么就有很多时机在进行计数输入时另一计数输入端为低电平,使计数器不能计数,双方按键均失去作用,拔河比赛不能正常进行。加一整形电路,使 A、B二键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲,这样就减少了进行某一计数时另一计数输入为低电平的可能性,从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。整形电路 4081 4011 实现。在安装时可以用单脉冲替代直接用实验板上发光二极管直接用实验板上的译码显示选用 4-4514 译码器。译码器的输出 Q0~Q14 分接15个(或 9个)个发光二极管,二极管的负端接地,而正端接译码器;这样,当输出为高电平时发光二极管点亮。比赛准备,译码器输入为 0000 ,Q0 输出为“1”,中心处二极管首先点亮,当编码器进行加法计数时,亮点向右移,进行减法计数时,亮点向左移。 3、译码电路 4、控制电路?为指示出谁胜谁负,需用一个控制电路。当亮点移到任何一方的终端时,判该方为胜,此时双方的按键均宣告无效。4030 4011 来实现。将双方终端二极管的正极接至异或门的两个输入端,当获胜一方为“1”,而另一方则为“0”,异或门输出为“1”,经非门产生低电平“0”,40193 计数器的置数端,于是计数器停止计数,处于预置状态,由于计数器数据端 A、B、 C、D和输出端 Q0、Q1、Q2、Q3对应相连,输入也就是输出,从而使计数器对输入脉冲不起作用。