足球比赛游戏机逻辑电路的设计.doc

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1、足球比赛游戏机逻辑电路设计摘要：本文是介绍用数字系统模拟足球场上双方对垒比赛的场面及控制足球比赛游戏机的设计，用中小规模数字集成电路实现足球游戏机逻辑控制设计。由LED发光二极管代替足球运动，并按一定的规则进行对垒比赛，甲乙双方各有一个操作比赛的按钮AN1和AN2，按动使足球左右移动。当进球时记分电路会给进球方自动加1。时间倒计时到00时指示灯亮起以示比赛结束，高分者为获胜方。关键词：足球游戏机；集成电路；倒计时电路；设计；电路板制作中途分类号：TN79文献标识码：A1引言随着科学技术的发展，人类社会已进入到高度发达的信息化社

2、会,信息时代的发展带来了电子产品的进步。现代电子产品的发展越来越快,各种新型电子元器件和智能化的电子产品已经在国民经济的各个领域和人们生活的各个方面得到了日益广泛的应用。实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。其中电子玩具的发展也是在日益成熟。足球比赛的场面是激动人心的，足球游戏机就是模拟足球场上双方对垒比赛的场面。2.设计要求和任务用数字系统控制足球比赛游戏机，其控制电路框图如图1.1所示。游戏机球的运动用发光二极管表示。按照足球比赛的规则，该游戏机应有：按动开始键后，中间发光二极管D8亮，甲、乙双方比赛

3、可以开始，可以按动各自的比赛按钮，进行比赛。足球进入球门，则自动加1分，一位显示满分为9分；二位显示满分为99分。图1.1足球游戏机逻辑控制框图足球比赛游戏机也有时间限制，在规定的时间，分值高者获胜。用中小规模数字集成电路设计足球比赛游戏机逻辑控制电路，具体的设计要求如下：①比赛时间可自己设定，0—99分钟（或0—99秒）。②足球可在甲、乙双方操作下向左、向右移动，当进入球门后，系统将给进球方自动加1分。③比赛时，足球进入球门后，进行自动加1分，再按一下复位键，使足球到中间，即中间的D8发光二极管亮。此过程中不停表。④计分显示

4、为2位显示，时间显示为2位显示。⑤当比赛时间倒计时到00时，光警示比赛结束，高分者为获胜方。3电路原理根据足球比赛游戏机设计任务和要求，足球比赛游戏机得逻辑电路控制参考图如图3.1所示:图3.1足球比赛游戏机得逻辑电路控制参考图3.1比赛电路它由74LS193可逆计数器，4线-16线译码器74LS154，双BCD码十进制计数器74LS390和译码显示等芯片组成。当按动“RESET”复位按钮，74LS193置入“1000”,D8灯亮，示意足球在场中间。当按动“RESET”启动按钮后，触发器（74LS74）Q端输出高电平“1”，允

5、许比赛按钮AN1，AN2输入。按动AN1进行加法计数，按动AN2进行减法计数。这样，经译码输出后的发光二极管左右移动。若发光二极管移至D0亮时，进右球门，74LS390-1计数一次。无论D0或D15为亮，都使74LS74D触发器清零，Q=0，使AN1，AN2输入无效，74LS154使能为高。只有再按动START启动键后，D触发器为1，AN1，AN2方可输入，且74LS154使能（选中）。3.1.1比赛电路中使用的集成块74LS193为可预置同步加/减计数器，具有双时钟，共有54193/74193，54LS193/74LS193

6、两种线路结构形式。193的清除端是异步的。当清除端为高电平时，不管时钟端状态如何，即可完成清除功能。193在使用的过程中一定需要先给一个清零信号。193的预置是异步的。当置入控制端为低电平时，不管时钟的状态如何，输出端即可预置成与数据输入端相一致的状态。193的计数是同步的，靠时钟端同时加在4个触发器上而实现。在时钟端上升沿作用下输出端同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当进行加计数或减计数时可分别利用减法计数端或加法计数端，此时另一个时钟应为高电平。当计数上溢出时，进位输出端）输出一个低电平脉冲，其宽度为加法计数

7、端低电平部分的低电平脉冲；当计数下溢出时，错位输出端输出一个低电平脉冲，其宽度为减法计数端低电平部分的低电平脉冲。当把借位输出端和进位输出端分别连接后一级的减法计数端、加法计数端，即可进行级联。74LS193的引脚图如下图所示：图3.274LS193的引脚图比赛电路中还用到了4线-16线译码器74LS15474LS154的主要特点是：①将4个二进制编码输入译成16个彼独立的输出之一②将数据从一个输入线分配到16个输出的任意一个而实现解调功能③输入箝位二极管简化了系统设计④与大部分TTL和DTL电路完全兼容74LS154的工作原

8、理是这种单片4线—16线译码器非常适合用于高性能存储器的译码器。当两个选通输入G1和G2为低时,它可将4个二进制编码的输入译成16个互相独立的输出之一。实现解调功能的办法是：用4个输入线写出输出线的地址，使得在一个选通输入为低时数据通过另一个选通输入。当任何一个选通输入是高时