乒乓球比赛课程设计

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1、 一一 设计内容设计内容与与设计要求设计要求 1.1 1.1 设计设计内容内容 独立完成一个乒乓球比赛游戏机的设计， 采用 EWB 电路仿真设计软件完成乒 乓球比赛游戏机电路的设计及仿真调试， 在微机上仿真实现乒乓球比赛游戏机的 设计。 课程设计具体内容如下：乒乓球比赛是由甲乙双方参赛，加上裁判的三人游 戏（也可以不用裁判） ，乒乓球比赛模拟机是用发光二极管（LED）模拟乒乓球运 动轨迹的电子游戏机。 1.2 1.2 设计要求设计要求 1、基本部分 (1) 至少用 8 个 LED 排成直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中 一个点亮的 LED（乒乓球）依次从左到右，或从由到左移动，

2、“球”的移动速度 能由时钟电路调节。 (2) 当球（被点亮的那只 LED）移动到某方的最后一位时，参赛者应该果断按下 自己的按扭使“球”转向，即表示启动球拍击中，若行动迟缓或超前，表示未击 中或违规，则对方得一分。 (3) 设计自动记分电路， 甲乙双方各用一位数码管显示得分， 每记满 9 分为一局。 时钟电路 甲方记分显示 乙方记分显示 发球次数显示 音 响 电 路 甲方 乙方 裁判 发 光 二 极 管 排 组 控 制 电 路 双 向 移 位 寄 存 器 乒乓球比赛模拟机框图 二二 方案设计与论证方案设计与论证 2.1 2.1 方案设计方案设计 根据设计任务，对照图乒乓球比赛模拟及 1.1，可

3、以分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。 2.2 2.2 分析系统的逻辑功能，画出其框图如下分析系统的逻辑功能，画出其框图如下 图 2.1 乒乓球比赛游戏机的原理框图 如上图 2.

4、1 所示，该电路主要由时钟信号源、按键电路、球台驱动电路，控 制电路，计数器，显示译码器和 LED 数码管等组成。途中标出的各种信号的含 义分别为：CP 表示球台驱动电路和计数器的时钟信号；S 表示灯（乒乓球）移 动的信号；L 表示发光二极管驱动信号，由 L1L8 组成；CNT 表示计数器的计 数脉冲信号，由 CNT1,CNT2 组成；KA,KB 表示开关控制的外输入发球、击球信 号。 时钟信号源 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 计数器 2 计数器 1 显示译码器 LED 数码管 2 按键电路 2.3 2.3 总体思路描述如下总体思路描述如下 (1) 用两个

5、 74LS194 四位双向移位寄存器来模拟乒乓球台，其中第一个 74LS194 的 DL 输出端 QD 接第二个的右移串行输入端 SR， 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) 用双 D 触发器 74LS74 及逻辑门电路构成驱动控制电路。 (3) 用十进制计数器 74LS160D、逻辑门电路和集成的 4 管脚的数码管组成 计分电路。 三三 单元电路设计单元电路设计 3.1 3.1 球台电路的设计球台电路的设计 U1 74LS194D A 3 B 4 C 5

6、D 6 SL 7 QA 15 QB 14 QC 13 QD 12 SR 2 CLR 1 S0 9 S1 10 CLK 11 U2 74LS194D A 3 B 4 C 5 D 6 SL 7 QA 15 QB 14 QC 13 QD 12 SR 2 CLR 1 S0 9 S1 10 CLK 11 L4 L4 L3 L3 L2 L2 L1 L1 L5 L5 L6 L6 L7 L7 L8 L8 VCCVCC CLK CLK S0 S1 S1 GND GND J2 J2 J3 J3 S0 图 2 球台电路 上图中，两片 4 位 74LS194 双向移位寄存器接成 8 位双向移位寄存器。 74LS194 功能表如表 1 所示： 表表 1 74LS194 功能表功能表 RD S1 S0 工作状态 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 置零 保持 右移 左移 并行输入 功能说明： (1)当 S1 = S0 =1 时，不管各输入端原来是什么状态，在下一个时脉冲到来时， 其