1、 数字电子技术基础数字电子技术基础电子电子 课程设计课程设计 设计题目设计题目 石头剪刀布游戏机石头剪刀布游戏机 系系 别别 理学院理学院 班班 级级 1111 信科信科 2 2 班班 姓姓 名名 指导老师指导老师 二二 0 0 一三年十二月八日一三年十二月八日 目录 第一 设计内容及要求1 第二 总体框图1 第三 选择器件2 第四 功能模块9 第五 总体设计电路图. 14 第六 课程设计心得体会. 16 1 一、课程设计内容与要求 设计一个两人剪刀石头布游戏机，开关 S1、S2 分别代表甲、乙 两人，摁下 S1、S2 后，灯 1、2、3 和 4、5、6 循环闪亮，表明二者 开始游戏。松开控制
2、按钮 S1、S2，表明二者已经做好抉择，此时 13 和 46 中只有一盏灯仍点亮， 而每盏灯代表不同的意思， 蓝色代表剪 刀，绿色代表石头，红色代表布。灯 79 只有一盏灯亮，蓝色代表甲 胜，绿色代表和，红色代表乙胜。 要求：写出具体的分析思路和方案、利用 Multisim 设计的具体过 程，绘制电路原理图，利用 Mulitisim 仿真、验证电路功能。 二、总体框图 “剪刀石头布”电子游戏电路有振荡电路、控制器、译码电路、 显示电路四部分组成。总体框图如图 1。 图 1 “剪刀石头布”电子游戏原理图 振荡电路：把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信 号。本设计由 555 定时器构成多
3、谐振荡器。 控制器：将振荡电路输出的信号进行记数。本设计由开关和 74LS290 组成。 译码电路：对控制器的计数进行译码。本设计由 74LS138 组成。 显示电路：对译码结果进行显示。本设计由蓝、绿、红三盏灯及非 门、与门和或门组成。 2 三、选择器件 1. 555 定时器 555 定时器是一种多用途的数字模拟混合集成电路，利用它能 极方便地构成施密特触发器、 单稳态触发器和多谐振荡器。本课程设 计中利用它构成多谐振荡器， 即将 Vi1 和 Vi2 连在一起接成施密特触 发器，然后再将 Vo 经 RC 积分电路接回输入端就可以了， 为了减轻门 G4 的负载，在电容 C 的容量较大时不宜直接
4、由 G4 提供电容的充、放 电流。为此，在下图中将 TD 与 R1 接成一个反相器，它的输出 VO 与 VO 在高、低电平状态上完全相同。由此接成多谐振荡器，如图 2 所 示。 图 2 多谐振荡器 555 的真值表如表 1。 3 表 1 定时器 555 真值表 输输 入入 输输 出出 RD Vl1 Vl1 VO TD 状态状态 0 x x 低低 导通导通 1 2Vcc/3 Vcc/3 低低 导通导通 1 Vcc/3 不变不变 不变不变 1 3 1 Vcc,定时器复位，Q=0，Q=1，放电管饱和导通，C 通过 R2 经 V 放电，Uc 下降。 当 Uc 3 1 Vcc，又回到复位控制端 TH 3
5、 2 Vcc，置位控制端 RT 3 1 Vcc，定时置位器，Q=1，Q=0，放电管截止。C 停止放电而重 新充电。如此反复，形成振荡波形如图 5 所示。 图 5 振荡波形 5 由上图中 VC 的波形求得电容 C 的充电时间 T1 和放电时间 T2 各为 T10.7(R1+R2)C T20.7R2C 周期 T=T1+T20.7(R1+R2)C+0.7R2C=0.7(R1+2R2)C 2. 74LS290 计数器 74LS290 是异步十进制计数器。其逻辑图和外引线排列图如图 6 所示。它由一个一位二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。如 果计数脉冲由端 CP0输入，输出由端引出，即得二进制计数
6、器；如 果计数脉冲由 CP1端输入，输出由引出，即是五进制计数器； 如果将与 CP1相连，计数脉冲由 CP0输入，输出由引出，即得 8421 码十进制计数器。因此，又称此电路为二-五-十进制计数器。 下表是 74LS290 的功能表。由表可以看出，当复位输入 R0(1)=R0(2)=1，且置位输入 S9(1)S9(2)=0 时，74LS290 的输出被直接置零； 只要置位输入 S9(1)S9(2)=1， 则 74LS290 的输出将被直接置 9， 即 =1001； 只有同时满足 R0(1)R0(2)=0 和 S9(1)S9(2)=0 时， 才能在计数脉冲(下 降沿)作用下实现二-五-十进制加法计数。 表2是74LS290型计数器的功能表。 表2 74LS290型计数器的功能表 复位输入 置位输入 时钟 输出
