拔河游戏机设计课程

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1、拔河游戏控制电路摘要电子拔河游戏机电路可分为脉冲发生器电路和计数/译码器电路两大部分。脉冲发生器电路部分采用两个与非门组成的基本RS触发器，经整形后产生脉冲信号。计数/译码器电路部分以CC40193为主体，译码器采用集成芯片CC4514。计数器根据脉冲输入发生变化，CC4514的输出随之发生相应的变化，当脉冲信号移动至Q7或Q9时，将CC4514的输出端锁存，此时脉冲的输入不能引起输出状态的改变。1拔河游戏机控制电路的设计方案论证1.1设计任务与要求（1）电路使用9个发光二极管，开机后只有中间一个发亮，此即拔河的中心点。（2）游戏双方

2、各持一个按钮，迅速地、不断地按动，产生脉冲，谁按得快，亮点就向谁的方向移动，每按一次，亮点移动一次。（3）亮点移到任一方终端二极管时，这一方就获胜，此时双方按钮均无作用，输出保持，只有复位后才使亮点恢复到中心。（4）用数码管显示获胜者的盘数。1.2方案设计与论证方案一：18可逆计数器CC40193原始状态输出4位二进制数0000，经译码器输出使中间的一只发光二极管点亮。当按动A、B两个按键时，分别产生两个脉冲信号，经整形后分别加到可逆计数器上，可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱动发光二极管点亮并产生位移，当亮点移到任何一方终端后，由

3、于控制电路的作用，使这一状态被锁定，而对输入脉冲不起作用。如按动复位键，亮点又回到中点位置，比赛又可重新开始。将双方终端二极管的正端分别经两个与非门后接至二个十进制计数器CC4518的允许控制端EN，当任一方取胜，该方终端二极管点亮，产生一个下降沿使其对应的计数器计数。这样，计数器的输出即显示了胜者取胜的盘数。方案二：可以用两篇74LS192代替CC40193，先将两片73LS192连接成100进制的可逆，然后将其改成十六进制的计数器。用一全加器将两片74LS192的输出信号八位转化成四位，再接给CC4514的输入端。电路的其他部分不

4、变。由以上两方案比较可知，明显方案一优于方案二，方案二要多加一块计数器和一块全加器，增加了电路的成本，且方案一的连接较为简单，方案二分析更为复杂一些。设计电路框图如图一所示：182河游戏机控制电路各单元电路设计2.1整形电路设计由与门74LS08和与非门74LS00构成。2.1.1原理图如下所示：2.1.2基本RS触发器引脚图:18基本RS触发器功能表RSQ10101011不变00不定机械开关接通时，由于振动开关会使电压或电流波形产生“毛刺”，利用基本RS触发器的记忆作用可以消除上述开关振东所产生的影响，设单刀双掷开关原来与B点接通，

5、这时触发器的状态为0。当开关由B拨向A时，其中有一短暂的浮空时间，这时触发器的R﹑S均为1，Q仍为0。中间触点与A接触时，A点的电位由于振动而产生“毛刺”。但是，首先是B点已经为高电平，A点一旦出现低电平，触发器的状态翻转为1，即使A点再出现高电平，也不会再改变触发器的状态，所以Q端的电压波形不会出现“毛刺”现象。2.1.3整形电路若直接由A、B键产生的脉冲加到5脚或4脚，那么就有很多时机在进行计数输入时另一计数输入端为低电平，使计数器不能计数，双方按键均失去作用，拔河比赛不能正常进行。加一整形电路，前两个与非门组成一个基本RS触发器

6、，在按钮的作用下产生脉冲，后一个与门和两个与非门组成一个整形电路其作用是产生一个占空比很大的脉冲信号，这样就减少某一方在计数时另一方输出为低电平的概率，使甲乙双方都能有效计数。2.2编码电路设计18CC40193是加/减可逆计数器，控制加减的CP脉冲分别加至5脚和4脚，其内部主要由四位D型触发器组成。当CR为高电平时，计数器置零。当—LD为低电平时，进行预置数操作，D0—D3上的数据置入计数器中，计数器操作由两个时钟输入控制。当CPD=“1”时，在CPU上跳变时计数器加1计数;当CPU=“1”时，在CPD上跳变时计数器减1计数。原理图

7、如下所示：CC40193引脚图18注：—BO借位输出端—CO进位输出端CPD减计数时钟输入端CPU加计数时钟输入端CR清除端D0—D3并行数据输入端—LD并行置数控制端Q0—Q3计数器输出端VDD正电源VSS地CC40193功能表输入输出CR—LDCPUCPDDOD1D2D3Q0Q1Q2Q3HLXLXXXXXd0Xd1Xd2Xd3Ld0Ld1Ld2Ld3LH↑HXXXX加计数LHH↑XXXX减计数LHHHXXXX保持2.3译码电路设计18选用4－16线CC4514译码器。译码器的输出Y0～Y14分接9个发光二极管，二极管的负端接地，而

8、正端接译码器；这样，当输出为高电平时发光二极管点亮。比赛准备，译码器输入为0000，Y0输出为“1”，中心处二极管首先点亮，当编码器进行加法计数时，亮点向右移，进行减法计数时，亮点向左移。2.3.1原理图如下所示：2.3