电子技术课程设计--乒乓球游戏机

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1、 电子技术课程设计 乒乓球游戏机 乒乓球游戏机 - 2 - 目录 一设计任务与要求3 二总体框图3-4 三选择器件5-8 四功能模块9-12 五.总体设计电路图13-14 乒乓球游戏机 - 3 - 乒乓球游戏机 一 设计任务与要求 1.1.选题意义选题意义 乒乓球游戏机通过十分巧妙的设计采用数字芯片实现乒乓球左右移动、选手击球、 得分、累计得分超 10 报警等功能。该设计三个双向开关 J1、J2、J3 分别作为裁判和游 戏者 A、B，且选手可以从译码显示器上直接读出自己的得分，具有操作简单、结构清晰 的优点。 2.设计目标 该乒乓球游戏机电路主要有 3 块电路：球台驱动电路、控制电路和计分电路

2、组成。 其中球台驱动电路主要实现游戏者击球完毕后球的左右移动显示位置功能；控制电路实 现游戏者 A 和 B 击球、裁判对系统初始化的功能；积分电路具有当 A 或 B 击球有效时加 分和当游戏者的分数累计超过 10 分时报警通知裁判对系统进行初始化以便重新开始比 赛计分的功能。 3.3.设计要求设计要求 1.用 8 个发光二极管表示球，用两个按钮分别表示 AB 两个球员的球拍； 2.一方发球后，球一固定的速度向另一方运动（发光二极管依次点亮） ，当球达到最 后一个二极管时，对方击球（按下按钮）球向相反的反方向运动，在其他时候击球视为 犯规，给对方加 1 分；都犯规双方各加 1 分； 3.A、B

3、各有一个数码管计分； 4.裁判有一个按钮，用来对系统初始化，每次得分后按下一次。 二、总体框图 1.1.电路结构电路结构 根据设计要求，该电路须设计 3 块短路完成球台驱动、控制和计分功能。当裁判按 下启动按钮时，游戏机电路开始运作。系统以 CP 信号作为球台驱动电路和计数器计分 的时钟信号，以 8 个二极管的依次被点亮代表球的移动位置，双向选择开关 J2、J3 控 制发球、击球信号。电路设计原理图如下图 1： 乒乓球游戏机 - 4 - 球台电路 计分电路 cp J3 J2 CNT 电路设计原理图电路设计原理图（图（图 1 1） 2方案选择 根据设计任务，对照图乒乓球比赛模拟及 1.1，可以分

4、为三个模块进行设计： 1. 球台电路：球迹移动电路可采用双向移位寄存器方法实现，由发光二极管作光点模拟乒乓球移动 的轨迹。 2. 驱动控制电路：由双 D 触发器及逻辑门电路构成，通过此电路来控制并且实现球台灯的左右移位 即实现乒乓球的运动。 3. 计分电路：使用十进制的计数器、逻辑门和集成的 4 管脚的数码管来组成计分电路。 通过多次设计、画图及仿真实验，我们发现方案电路最简洁，原理简单易懂，操作也很方便，且实用 性较强。故采用此方案进行设计。 时钟信号源 按键电路 发光二极管 球台驱动电路 控制电路 LED 数码管 1 显示译码器 1 计数器 1 LED 数码管 2 显示译码器 2 计数器

5、2 乒乓球游戏机 - 5 - 三三选择器件选择器件 1.用两个 74LS194 四位双向移位寄存器模拟乒乓球台，其中第一个 74LS194 的 DL 输出端接第二个的 右移串行输入端， 这样当乒乓球往右准备移出第一个寄存器的时候就会在时钟脉冲的作用下被移入第二个 寄存器。同样道理，第二个 74LS194 的 AR 输出端接第一个的左移串行输入端。 2.用 D 触发器及逻辑门电路构成驱动控制电路 3.用计数器、逻辑门电路和集成的 4 管脚的数码管组成计分电路 1 四位双向移位四位双向移位 寄存器寄存器 74LS194D 二片二片 2 双上升沿双上升沿 D D 型触型触 发器发器 74LS74 一

6、片一片 3 十进制计数器十进制计数器 74LS160D 二片二片 4 2 2 输入与非门输入与非门 7400N 二片二片 5 2 2 输入与门输入与门 7409N 四片四片 6 2 2 输入或门输入或门 7432N 一片一片 7 非门非门 7404N 二片二片 8 发光二极管发光二极管 LED 十个十个 9 数码管数码管 DCD-HEX 二个二个 10 KSKS 按键开关按键开关 SPDT 三个三个 11 电压时钟脉冲电压时钟脉冲 CLOCK-VOLTAGE 一个一个 所需器件种类及个数所需器件种类及个数(图图 2) 乒乓球游戏机 - 6 - 器件详细情况器件详细情况 74LS19474LS194 内部结构以及逻辑框图（图内部结构以及逻辑框图（图 3 3） 乒乓球游戏机 - 7 - 74LS7474LS7