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數(shù)字電路 綜合設(shè)計 ---------乒乓球游戲機 目錄 1、 設(shè)計題目與要求 ……………………………… P2 2、 設(shè)計過程 ……………………………… P2 3、 設(shè)計圖示 ……………………………… P6 四、設(shè)計心得與改進方案 ……………………………… P9 一、設(shè)計題目與要求 1．用8個發(fā)光二極管表示球；用兩個按鈕分別表示甲乙兩個球員的球拍； 2．一方發(fā)球后，球以固定速度向另一方運動（發(fā)光二極管依次點亮），當(dāng)球達到最后一個發(fā)光二極管時，對方擊球（按下按鈕）球?qū)⑾蛳喾捶较蜻\動，在其他時候擊球視為犯規(guī)，給對方加1分；都犯規(guī)，各自加1分； 3．甲、乙各有一數(shù)碼管計分； 4．裁判有一個按鈕，是系統(tǒng)初始化，每次得分后， 按下一次。 考慮到制板的限制等情況，講題目的要求一簡化只用一個按鈕，用要下的不同順序表示兩個球拍，則連帶的要求二的“都犯規(guī)，各自加1分”不能實現(xiàn)。其他重要主體功能不變。 二、設(shè)計過程 1、 計分模塊 對于本模塊，采用兩個74161計數(shù)器，74161計數(shù)后通過譯碼器4511再通過共陰極數(shù)碼管5161AS進行顯示，當(dāng)雙方在左右端的燈按下按鈕時，說明運動員正常擊球，不予以計分。當(dāng)在中途擊球時，則給相應(yīng)的運動員記一分，說明運動員失誤。對于本模塊功能的實現(xiàn)，采用的方法是控制74161的使能端，當(dāng)球達到最后一個發(fā)光二極管時顯示模塊擊球，通過一個非門使其不工作，則此時按下按鈕不計分。燈在其他位置時74161計數(shù)器工作，則能按下按鈕計分。 此模塊的原理圖示如下： 2、 復(fù)位模塊 對于裁判端的復(fù)位功能，采用一個開關(guān)對74161清零端進行控制即可實現(xiàn)。如題目要求，當(dāng)運動員得分后即可按下此按鈕。同時，在系統(tǒng)初次上電時，也需要按下此按鈕進行初始化。 該功能原理圖示如下： 3、 乒乓球速度模塊 對于乒乓球的運行速度控制，采用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器完成。通過多諧振蕩器的計算公式： 即可選取適當(dāng)?shù)碾娮桦娙菀酝瓿纱斯δ堋? 該系統(tǒng)的原理圖示如下： 4、 乒乓球顯示模塊 在本次設(shè)計中，按題目要求，采用8個發(fā)光二極管表示球。8個二極管陰極共連后接地，正極分別接到兩個74194的輸出端。乒乓球的來回移動通過jk觸發(fā)器控制74194的S0、S1端口，當(dāng)按鈕按下時即進行左移右移的切換； 此模塊原理圖如下： 三、設(shè)計圖示 1、總體原理圖 2、PCB圖 3、Multisim軟件仿真圖 4、硬件圖 四、設(shè)計心得與改進方案 1.本次設(shè)計應(yīng)用了multisim 和altium designer這兩個軟件，multisim用于仿真，ad軟件用于繪制PCB板。本次設(shè)計總體來說的簡單的，但讓我們學(xué)的最多的是電子設(shè)計軟件的應(yīng)用和設(shè)計制版的流程。比如在實際用熱轉(zhuǎn)印法制作PCB板就有許多需要注意的地方，加熱溫度與次數(shù)，腐蝕電路板等方面都值得我們?nèi)バ⌒淖⒁狻Ｗ钪匾氖?，板子制作出來后的調(diào)試。電路軟件仿真已經(jīng)沒有什么問題，但實際做出來后卻問題不斷。在調(diào)試電路板的那幾天是最難熬的，問題解決一個又有一個冒出來。這次設(shè)計也讓我明白調(diào)試時的思路清晰是很重要的，煩躁解決不了問題。當(dāng)所有問題一一解決后，出來的就是和仿真一樣的效果，這是很令人欣慰的。 2.改進方案 （1）此次設(shè)計中555構(gòu)成的多諧振蕩器采用的電阻阻值是一定的，實際改進時可采用電位器調(diào)節(jié)接入電路阻值的大小，屆時可調(diào)節(jié)乒乓球的運行速度。 （2）在PCB版的布局布線中可進行優(yōu)化，使其更美觀些跳線更少些。