数字电子技术实习报告——乒乓球游戏控制器的设计

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1、 数字电子实习数字电子实习 实习题目：乒乓球游戏控制器的设计 目录目录 一、设计任务 1 二、设计过程 1 三、安装调试 7 四、实习心得 8 五、元器件清单 9 六、参考文献 .10 1 乒乓球游戏控制器的设计乒乓球游戏控制器的设计 一、设计任务一、设计任务 1. 简要说明 乒乓球游戏控制器使用 816 个发光二极管组成乒乓球台，用点亮的发光二极管按一定方 向的位移表示球的运动位置。游戏控制器有 A、B 两个人来操作，每方各设置一个开关 SA 和 SB，用于比赛中的击球和发球。A、B 两人按比赛规则来操作开关。当 A 方按下开关 SA 时， 靠近 A 方的第一个灯亮，然后发光二极管从 A 方

2、向 B 方依次点亮，代表球的移动。当球移动 到靠近 B 方的第一个灯时，为 B 方的击球时间，B 方应及时击球，发光二极管向反方向依次 点亮，表示球以击出。若 B 方提前击球或未击球，则判 B 方失分，A 方的积分牌自动加 1 分。 然后重新发球，比赛继续进行。 2. 设计任务与要求 设计一台乒乓球游戏控制器，该控制器能模拟乒乓球比赛的基本过程，并能按照比赛规则 自动裁判和计分。设计要求如下： 1) A、B 双方各有一个击、发球按键，既可用来发球，又可用来击球。 2) 球的移动速度为 0.10.5s 移动一位。 3) 设有自动计分牌，并能显示每局的得分和胜出局的得分。任何一方先计 满 11 分

3、，表示该方此局胜出，并在胜出局数加 1 分。然后重新开始新的一局，任何一方胜出 4 时比赛结束。 4) 设有发球权显示信号。按照比赛规则，每方两次发球后，需要交换球权。 二、设计过程二、设计过程 1. 设计分析 从上边总体框图和设计要求分析， 对于控制部分主要是实现发球和击球的两个动作由于移 动方向的控制要在球移动的过程中保持，采用 7474 触发器实现。对于小灯的一移动即球的移 动，我们采用八个 LED 显示，由于需要左右移动和移动的切换我们采用两片四位双向移位寄 发球权显示 数字显示 LED 显示 计分电路 移位寄存器 控 制 器 时钟脉冲 CP 复 位 CR SA SB 2 存器并且可以

4、并行存取的 74194 来做 LED 显示部分。对于计分电路我们对于一个控制端采用 三个数码管显示，用三片四位十进制同步计数器可以异步清零的 74160 作为计分电路。对于球 权指示电路我们通过一片 7474 和一片 74153 来实现，7474 作为一个四分频电路，指示没人发 球两次换发，74153 可以用来对初次击球的球权进行设置。 对于控制部分还要具体说明，在球的移动过程中要判断出是否有玩家出错，玩家出错主要 有三个方面： （1） 、早击球，就是在对方击球后，球还没有移动到靠近自己的第一灯的时候就开始击球 这时判自己失球，对方加分。 （2） 、未击球，就是在对方击球后，球还移动到靠近自己

5、的第一灯自己没有击球第一个灯 也不亮了这时判自己失球，对方加分。 （3） 、晚击球，就是在对方击球后，球还移动到靠近自己的第一灯自己没有击球第一个灯 也不亮了之后自己击球了判自己失球，对方加分。 2. 功能实现 （1） 、控制电路如下图： 通过 SA 和 LED1 相与并且和 SB 和 LED8 相与的结果取或对 7474 的时钟进行控制， 只有 SA 和 LED1 或者 SB 和 LED8 同时为高的时候提供一个上升沿，通过另一个异或门控制 7474 的输入端 D 的信号。这样两个 D 触发器发出两个信号对 74194 的工作方式控制端就行控制， S1 和 S0。 （2） 、显示电路如下图：

6、 3 通过两片 74194 的级联，来行成八位 LED 移位控制，把低位 QD 端接到高位的 SRSI 端实 现右移，把高位的 QA 端接到低位的 SLSI，实现左移。把低位的 SRSI、B、C、D 和高位的 SLRI、A、B、C 端都接地，两片 74194 的 CLK 端一起接到外部时钟端，其余端子留出作为控 制端。 （3） 、计分电路如下图 4 由三片 74160 构成一端的计分电路，总共有六片 74160 组成系统的计分电路，上边两片作 为每一局中的分数累计， 最下边一片作为胜利局数的累计， 上边一片作为低位由 74160 的 RCO 端与下边相连作为进位计数统计，然后通过中间一片 74160 的 QA 端这里由于高位只用到“1” 一个数字所以设计起来比较方便，把 QA 与 LDN 端取反相连，当第十个脉冲到来时，CT 端被 拉高，最下边 74160 局数计数的 ENT 和 ENP 也被拉高，第十一脉冲到来时局数计数记一局结 束，中间 74160 的 QA 被置零，局数计数的 74160 的 ENT 和 ENP 被拉低，上边片子的 74160 的 ENT 和