乒乓球比赛游戏机设计报告[1]

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1、河北理工大学课程设计说明书设计题目乒乓球比赛游戏机专业07电子信息科学与技术姓名学号指导教师2010年1月15日第12页共12页设计题目：乒乓球比赛游戏机一、设计要求：n设计一个甲、乙双方参赛，裁判参与的乒乓球比赛游戏模拟机。n用8个发光二极管排成一条直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中点亮的发光二极管代表“乒乓球”的当前位置，点亮的发光二极管依次由左向右或由右向左移动。n当球运动到某方的最后一位时，参赛者应立即按下自己一方的按钮，即表示击球，若击中，则“球”向相反方向运动，若未击中，则对方得1分。n设置

2、自动计分电路，双方各用二位数码管来显示计分，每局9分。到达9分时产生报警信号。二、课程设计方案分析1、课程设计内容的方案确定分析题目要求，将设计电路分为显示电路（乒乓球位置的显示）、控制电路、计分电路、接球电路四部分。以下是各个部分电路的分析与元器件选择：（1）显示电路用八个发光二极管模拟乒乓球的位置；由于发光二极管要求从左到右或从右到左依次点亮，可用一片单时钟同步十进制加/减计数器74LS190控制，实现点亮二极管的左、右移动；（2）控制电路根据控制特性，由一片十进制加法计数器74LS160及辅助电路组成；（3）计

3、分电路用一片十进制加法计数器74LS160来分别计数，分数显示选用BCD-七段显示译码器7448来实现，甲、乙各用一片；（4）接球电路分别用可复位开关来实现，当要求击球位置的二极管点亮的时刻，合上开关，驱动控制电路与计分电路实现相应的功能，然后开关复位为打开状态。2、实现方法的系统方框图电路分解为四个部分电路，其系统方框图如下图一所示：第12页共12页甲计分电路乙计分电路显示电路控制电路甲击球开关电路乙击球开关电路图一系统方框图3、系统中的输入输出变量以及控制信号系统中的输入变量即为击球信号及开始信号；输出为计分信号

4、。由击球信号控制控制电路，控制电路再控制计分电路机显示电路。三、课程设计内容1、部分电路的设计及仿真（1）显示电路用Multisim2001软件进行电路图形的绘制及仿真a、基本电路图如下图二所示：第12页共12页图二显示电路b、仿真过程：（1）先将74LS190的加减控制端U/D接低电平，此时芯片处于加计数器的工作状态，可以观察到LED指示灯由L1开始，由左至右以所设置的时钟的频率依次点亮，其仿真结果如下图三所示：第12页共12页图三U/D为高电平时LED灯显示情况图三U/D为低电平时LED灯显示情况（2）将加减控制

5、端U/D接高电平，此时芯片处于减法计数器的工作状态，可以观察到LED指示灯由D8开始，由右至左以所设置的时钟的频率依次点亮，其仿真结果如下图四所示：图三U/D为高电平时LED灯显示情况图四U/D为高电平时LED灯显示情况（2）控制电路与开关电路a、控制电路的电路图如图五所示：第12页共12页图五控制电路b、仿真过程：如电路图五所示，控制电路的主要功能是控制显示电路中的加减控制端U/D，即当击球开关按下时，电路的输出应该是高低电平，现以LED灯的亮灭模拟高低电平：第一次，即乙按下开关时，X1发光，即控制电路输出高电平，

6、仿真结果如图六。第二次，即甲按下开关时，X1不发光，即控制电路输出低电平，仿真结果如图七。第12页共12页图六图七以后每次按下开关，重复出现以上仿真结果。由仿真结果，知控制电路可以实现预期功能。（3）计数电路a、计数电路的电路图如图八所示：第12页共12页图八计分电路b、仿真过程：如图八，计分电路的主要功能是实现0到9的数字显示，当显示电路的第一个灯L1或最后一个灯L8点亮并且对应击球开关未按下时，对方的计分电路加一。现以双向开关模拟灯的亮灭，进行计分电路的仿真。每将开关制高电平，数码管显示的数字相应加一，可实现预期

7、功能。2、总电路的连接及调试a、总电路图连接好的总电路图如图九所示：第12页共12页图九总电路图第12页共12页b、仿真过程：如图九，开关A为甲、乙方共用击球开关，（1）游戏开始时，按下空格键(裁判开关)；（2）开始时，甲先发球，球由左至右运动，到达L8时，按下A（乙击球开关），球被击回，变为由右至左运动；若球到达L8时乙击不中球（即乙的击球开关A未及时按下），则对应甲的计分电路加一分，甲继续发球：（3）当球到达L1时，按下A（甲击球开关），球被击回，由左至右运动；若甲击不中（即甲的击球开关A未及时按下），则乙的计分

8、电路加一分，换乙发球。c、仿真过程中遇到的问题及分析：（1）LED灯在点亮的时候不太稳定。个人分析这种现象是因为电路的冒险与竞争现象产生的不稳定，使得74LS190输出的高低电平不能够同时到达四输入与非门的输入端，这种现象的出现从使四输入与非门输出的高低电平有时不能像预期的那样稳定。（2）开关的使用有局限性。本来是想使用可复位开关来实现击球，但