数字电路课程设计-投弹游戏机设计报告

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1、本次数字屯路设计的课题是投弹游戏机。该游戏机的设计以由555电路构成的多谐振荡电路、移位计时芯片和延吋控制电路为主要研究对象，对实现电路进行分步设计，将实现电路分成儿个功能模块，再将模块整合，以实现设计所要求的功能，达成投弹延时蜂鸣的效果。除此Z外述可借参数可调的优势，以达到自由控制闪灯频率的特殊功能。前言4第一章设计内容及设计要求5第二章系统设计方案及选择62.1方案一62.2方案二7第三章系统组成及工作原理83.1脉冲发生部分83.2计吋器及LED显示部分93.3电容延时部分103.4音频振荡部分113.5系统总图及整体工作原理11第四章作品调试及结果分析14第五章

2、实验结论15参考文献16附录一17附录二18附录三19数字电子技术是当前发展最快的学科之一，数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路发展到目前的屮、大规模集成电路及超大规模集成电。相应地，数字逻辑电路的设计方法在不断地演变和发展，由原来的单一的硬件逻辑设计发展成三个分支，即硬件逻辑设计、软件逻辑设计及兼有二者优点的专用集成屯路设计。木次课程设计内容是设计并制作一个投弹游戏机。游戏投弹机是一种新型数字游戏，该投弹机系统组成有：由555构成的无稳态多谐振荡器，十进制计数器(CD4017),R-S触发器电路(CD4001),音频震荡器(CD4001)，喇叭驱动电路。投弹游戏机

3、是采用模块设计，分模块安装方法设计而成。利用NE555构成矩形脉冲发生器(频率和占空比可调)电路；CD4017(分频器)对曲NE555产生的脉冲进行编码、译码和分配工作，使其输出信号控制LED的顺序轮流点亮；最后利用CD4001因投弹产生的信号而产生延吋，并驱动蜂鸣器，发出一定频率的祝贺声。通过本次制作后的调试，得到了简单的“老虎机”(即投弹游戏机)的工作原理，电源开关闭合后可发现555产生了占空比可变的脉冲，十个LED灯顺序循环点亮，在某一个灯亮的时间内如果闭合相应的开关，则该灯会多亮若干秒，同时蜂鸣器发出声音。这说明此次的设计是成功的。第一章设计内容及设计要求投弹游

4、戏机基本要求：10个LED灯顺序点亮（移动速度可变），如果能够在点亮的同时将小球投屮目标，则发出1000HZ庆贺声；参考原理：系统由无稳态多谐振荡器、十进制计数器、RS触发器、咅频振荡器、喇叭驱动屯路构成；主要参考器件：555、CD4017、CD4001。第二章系统设计方案及选择2.1方案一第一部分：利用NE555构成占空比及频率可调的脉冲发生屯路（多谐振荡屯路）；第二部分：由CD4017计数器对由NE555产生的脉冲进行编码、译码和分配工作，其输岀信号用于控制LED的点亮；第三部分：利用CD4001因投弹产生的信号进行延时控制LED灯亮时长，并由CD4001中的或非门

5、构成的咅频振荡器驱动蜂鸣器，发出一定频率的祝贺声。其工作的原理框图如图2.1所示图2.1方案一原理框图1）555脉冲形成电路：由555芯片、电阻和电位器够成占空比可调的无稳态多谐振荡器，产生时钟脉冲；2）I•进制移位计数器：使10个LED顺次循环点亮；3）LED显示；4）按钮：其开关模拟投掷小球，投中则产生一脉冲信号；5）延时电路：产生的脉冲信号，经延时电路延时5秒左右，以驱动咅频振荡器；6）无稳音频振荡器：振荡产生1000Hz左右的音频信号，传输至蜂鸣器；7）蜂鸣器：小球投屮时产生“祝贺”的声响。2.2方案二第一部分：利用NE555构成占空比及频率可调的脉冲发生电路（

6、多谐振荡电路）；第二部分：由CD4017计数器对由NE555产生的脉冲进行编码、译码和分配工作，其输出信号用于控制LED的点亮；第三部分：传感器接收小球投中的信号，并将该信号传输给下一级；第四部分：信号经由或非门构成的延吋电路产生延吋；第五部分：用555构成的音频振荡受信号控制产生振荡，以骡动蜂鸣器工作。英工作的原理框图如图2.2所示图2.2方案二原理櫃图1）555脉冲形成电路：曲555芯片、电阻和电位器够成占空比口J调的无稳态多谐振荡器，产生吋钟脉冲；2）十进制移位计数器：使10个LED顺次循环点亮；3）LED显示；4）传感器：接收小球投中的信号，并传给卜•一级电路；

7、5）延时电路：产生的脉冲信号，经延时电路延时5秒左右，以驱动音频振荡器；6）555音频振荡器：由555芯片产生一1000Hz左右的音频信号；7）蜂鸣器：小球投中时产生“祝贺”的声响。方案一结构简单，易丁•实际制作及功能的实现，但精度低；方案二电路结构复朵，成木高，精度也高.在满足设计要求的前提条件下，应尽量简化屯路，降低成本，并综合考虑实际制作方面的因素，在此选择方案一。第三章系统组成及工作原理3.1脉冲发生器部分矩形脉冲发生器的设计屯路如图3.1所示:式（3.1T）式（3.1_2）式（3.1~3）式（3.1-4）当直流电源接通后，电源通