乒乓球比赛模拟机的设计_课程设计(编辑修改稿)

乒乓球比赛模拟机的设计_课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

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 电路组成和工作原理 （ 1）分析系统的逻辑功能，画出其框图如下 图 1 乒乓球比赛游戏机的原理框图 如上图 所示，该电路主要由时钟信号源、按键电路、球台驱动电路，控时钟信号源 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1 计数器 2 计数器 1 显示译码器2 LED 数码管2 按键电路 江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告 6 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 L1~L8 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。 （ 2）总体思路描述如下： 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。 D触发器 74LS74 及逻辑门电路构成驱动控制电路 74LS160D、逻辑门电路和集成的 4 管脚的数码管组成计分电路 3 单元电路的设计 球台电路的设计 .球台电路如下图 2 设计所示： 江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告 7 U17 4 L S 1 9 4 DA3B4C5D6SL7QA15QB14QC13QD12SR2~CLR1S09S110CLK11U27 4 L S 1 9 4 DA3B4C5D6SL7QA15QB14QC13QD12SR2~CLR1S09S110CLK11L4L4L3L3L2L2L1L1L5L5L6L6L7L7L8L8VCC V C CCLKC L KS0S1S1GNDG N DJ2J2J3J3S0 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 1 74LS194 功能表 R D 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，其输出分别是预先输入到并行输入端的 abcd ，这种方式叫送数。 (2)当 S 1 =0 ， S 0 =1 时，其工作方式叫右移，这时，每来一个时钟脉冲，输出端的数各向右移一位，而 Q A 端的输出则由加到 R 端的数来补充。 江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告 8 (3)当 S 1 =1 ， S 0 =0 时，其工作方式叫左移，情况正好与右移相反； Q D 端的输出由加到 L 端的数来补充。 (4)当 S 1 = S 0 =0 时，不管是否有 CP 脉冲作用，输出保持不变，这叫保持方式。 CP=0 时也是保持方式。 驱动控制电路的设计 驱动控制电路设计如下图 3所示 S1 S0U 3 A7 4 L S 7 4 D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U 3 B7 4 L S 7 4 D1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U 4 A7400NU 4 B7400NU 5 A7432NU 6 A7409NU 6 B7409NV C C108765S1 S0J1J1L1L1J2 J2J3J3L8L8 图 3 驱动控制电路 图中 74LS74 为上升沿触发的 D 触发器， ~PR 为置 1 端（低有效）， ~CLR 为置 0端（低有效）。 当 J1=0 时，两片 D 触发器输出端均为 1 即 S1=S0=1，通过接入74LS194，此时实现的是并行输入功能。 当 J1=1 时， L1=J2=1， J3=L8=0,通过各门电路可知 U2A,U4A,U2B 输出端分别为 0， 1， 1，则 D 触发器输出端分别为 0， 1即 S1=0,S0=1。 相反情况时，当 J1=1 时， L1=J2=0， J3=L8=1， D 触发器输出端分别为 1， 0 即 S1=1,S0=0。 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。 江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告 9 计分电路的设计 计分电路的设计如下图 4 所示： U87 4 L S 1 6 0 DQA14QB13QC12QD11RCO15A3B4C5D6ENP7ENT10~LOAD9~CLR1CLK2P l a y e r AD C D _ H E XX 1 02 . 5 V U 1 0 A7404NU 1 2 A7409N8654321J2J2L1L1GNDG N DVCCV C CCLKC L K 图 4 计分电路 如上图所示，计分电路由一个 7404 非门， 7409 与门和十进制的 74LS160 计数器构成。 得分真值表二如下表二所示： 表 2 得分真值表 由上表可得上图中非门和与门的接法。 同步十进制计数器 74LS160 的功能表如下表三所示： 表 3 74LS160 的功能表 L1 J2(A) L8 J3 Y(A) Y(B) 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 江苏师范大学物理与电子工程学院课程设计报告 10 CP R D LD EP。