1、 1 足球比赛游戏机逻辑电路设计 摘要：本文是介绍用数字系统模拟足球场上双方对垒比赛的场面及控制足球比赛游戏机的 设计， 用中小规模数字集成电路实现足球游戏机逻辑控制设计。 由 LED 发光二极管代替足球 运动，并按一定的规则进行对垒比赛，甲乙双方各有一个操作比赛的按钮 AN1 和 AN2，按动 使足球左右移动。当进球时记分电路会给进球方自动加 1。时间倒计时到 00 时指示灯亮起 以示比赛结束，高分者为获胜方。 关键词：足球游戏机；集成电路；倒计时电路；设计；电路板制作 中途分类号：TN79 文献标识码：A 1 引言 随着科学技术的发展， 人类社会已进入到高度发达的信息化社会, 信息时代 的
2、发展带来了电子产品的进步。 现代电子产品的发展越来越快, 各种新型电子元 器件和智能化的电子产品已经在国民经济的各个领域和人们生活的各个方面得 到了日益广泛的应用。 实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技 术的发展。 其中电子玩具的发展也是在日益成熟。 足球比赛的场面是激动人心的， 足球游戏机就是模拟足球场上双方对垒比赛的场面。 2.设计要求和任务 用数字系统控制足球比赛游戏机，其控制电路框图如图 1.1 所示。游戏机 球的运动用发光二极管表示。 按照足球比赛的规则，该游戏机应有： 按动开始键后，中间发光二极管 D8 亮，甲、乙双方比赛可以开始，可以按 动各自的比赛按钮，进行比赛。
3、 足球进入球门，则自动加 1 分，一位显示满分为 9 分；二位显示满分为 99 分。 足球比赛游戏机逻辑电路设计 2 图 1.1 足球游戏机逻辑控制框图 足球比赛游戏机也有时间限制，在规定的时间内，分值高者获胜。 用中小规模数字集成电路设计足球比赛游戏机逻辑控制电路， 具体的设计要 求如下： 比赛时间可自己设定，099 分钟（或 099 秒） 。 足球可在甲、乙双方操作下向左、向右移动，当进入球门后，系统将给进 球方自动加 1 分。 比赛时，足球进入球门后，进行自动加 1 分，再按一下复位键，使足球到 中间，即中间的 D8 发光二极管亮。此过程中不停表。 计分显示为 2 位显示，时间显示为 2
4、 位显示。 当比赛时间倒计时到 00 时，光警示比赛结束，高分者为获胜方。 3 电路原理 根据足球比赛游戏机设计任务和要求， 足球比赛游戏机得逻辑电路控制参考 3 图如图 3.1 所示: 图 3.1 足球比赛游戏机得逻辑电路控制参考图 3.1 比赛电路 它由 74LS193 可逆计数器，4 线-16 线译码器 74LS154，双 BCD 码十进制计 数器 74LS390 和译码显示等芯片组成。 当按动“RESET”复位按钮，74LS193 置入“1000”,D8 灯亮，示意足球在场 中间。 当按动“RESET”启动按钮后，触发器（74LS74）Q 端输出高电平“1” ，允 许比赛按钮 AN1，
5、AN2 输入。按动 AN1 进行加法计数，按动 AN2 进行减法计数。 这样，经译码输出后的发光二极管左右移动。若发光二极管移至 D0 亮时，进右 球门，74LS390-1 计数一次。无论 D0 或 D15 为亮，都使 74LS74D 触发器清零， Q=0，使 AN1，AN2 输入无效，74LS154 使能为高。只有再按动 START 启动键后， D 触发器为 1，AN1，AN2 方可输入，且 74LS154 使能（选中） 。 3.1.1 比赛电路中使用的集成块 74LS193 为可预置同步加/减计数器，具有双时钟，共有 54193/74193， 54LS193/74LS193 两种线路结构形
6、式。 193 的清除端是异步的。当清除端为高电平时，不管时钟端状态如何，即可 完成清除功能。193 在使用的过程中一定需要先给一个清零信号。 足球比赛游戏机逻辑电路设计 4 193 的预置是异步的。当置入控制端为低电平时，不管时钟的状态如何，输 出端即可预置成与数据输入端相一致的状态。 193 的计数是同步的，靠时钟端 同时加在 4 个触发器上而实现。在时钟端上升沿作用下输出端同时变化，从而 消除了异步计数器中出现的计数尖峰。 当进行加计数或减计数时可分别利用减法 计数端或加法计数端，此时另一个时钟应为高电平。 当计数上溢出时，进位输 出端）输出一个低电平脉冲，其宽度为加法计数端低电平部分的低电平脉冲；当 计数下溢出时，错位输出端输出一个低电平脉冲，其宽度为减法计数端低电平部 分的低电平脉冲。 当把借位输出端和进位输出端分别连接后一级的减法计数端、 加法计数端，即可进行级联。 74LS193 的引脚图如下图所示： 图 3.2 74LS193 的引脚图 比赛电路中还用到了 4 线-16 线译码器 74LS154 74LS154 的主要特点是： 将 4 个二进制编
