La máquina de juego de tira y afloja con diseño de circuito digital requiere programación
El diseño del curso de tecnología electrónica digital es el vínculo de enseñanza práctica del curso básico de tecnología electrónica digital. Consiste en combinar la teoría con los conocimientos electrónicos básicos prácticos, verificar, consolidar y digerir los conocimientos básicos de. Tecnología electrónica Aplicación integral de la tecnología electrónica digital para resolver problemas prácticos en la primera línea de producción, mejorar las habilidades prácticas profesionales básicas, cultivar aún más la capacidad de analizar y resolver problemas y servir mejor a la sociedad en el futuro.
Principales contenidos y requisitos del diseño:
1. Diseñar un circuito lógico de competición que simule una competición de tira y afloja.
2. Se utilizan 15 diodos emisores de luz en el circuito, y solo el diodo emisor de luz en el medio de la cuerda de tira y afloja emite luz después de activarse.
3. Cada jugador en el juego sostiene un botón y lo presiona rápida y continuamente para generar pulsos. Quien presione el botón más rápido moverá el diodo emisor de luz en la dirección de la persona que lo presione. Cada vez que el jugador presiona el botón, el diodo emisor de luz se moverá en un lugar.
4. Cuando el LED se mueve hacia cualquier lado, un lado gana. Después de eso, los botones de ambos lados no deberían tener efecto y el estado permanece solo cuando el árbitro de plantación presiona restablecer, el LED en el. El medio de la cuerda de tira y afloja solo se iluminará de nuevo.
5. Utilice un tubo digital de siete segmentos para mostrar el resultado de ambos lados.
2. Ideas de diseño experimental
Los requisitos básicos son los siguientes:
(1) Cuando comienza el juego, el árbitro da una orden y ambas partes A y B solo pueden ingresar señales. De lo contrario, la señal de entrada no será válida debido a la función de autobloqueo del circuito.
(2) La "cuerda electrónica" está compuesta por menos de 15 tubos de luz LED Después de que el árbitro da la orden de "comenzar el juego", la luz LED se ubica en el punto medio de la "cuerda electrónica". cuerda" se enciende. Después de que el árbitro da la orden "Iniciar el juego", se enciende el LED en el punto medio de la "Cuerda electrónica". Ambos lados ingresan señales a través de botones para hacer que el tubo de luz LED se mueva hacia un lado y evitar que se extienda hacia el otro lado. El juego termina cuando todas las luces LED desde el punto central hasta tu propio punto final se encienden. En este momento, el circuito se autobloquea y permanecerá en su estado actual a menos que el árbitro reinicie el circuito.
3. Plan de diseño general:
3.1. Principio de diseño del circuito
La máquina de juego de tira y afloja requiere 15 (o 9) diodos emisores de luz. Dispuestos en línea, solo se enciende una luz en el medio. Como línea central del tira y afloja, ambos lados del juego mantienen presionado un botón y lo presionan rápida y continuamente para generar pulsos. Quien presione más rápido se moverá. el punto brillante en la dirección del otro. Cada vez que se presiona, el punto brillante se moverá en la dirección del otro. Quien presione más rápido, lo resaltado se moverá en la dirección de quien presione más rápido. Cada vez que presione, lo resaltado se moverá una vez. Cuando los diodos terminales de ambos lados se mueven para iluminarse, un lado gana. En este momento, los botones de ambos lados no tienen efecto y la salida permanece sin cambios. Solo después del reinicio el punto brillante puede volver a la línea central.
La pantalla muestra el número establecido del lado ganador.
. El circuito experimental es el siguiente:
Principio:
El contador reversible 74LS193 genera el número binario de 4 dígitos 0000 en su estado original, y la salida del decodificador genera una luz indicadora horizontal en el centro se enciende. Cuando se presionan las teclas A y B, se generan dos señales de pulso respectivamente, que se agregan respectivamente al contador reversible después de darle forma. El decodificador decodifica el código emitido por el contador reversible y hace que la luz indicadora de nivel se encienda y genere. desplazamiento Cuando el punto brillante Al moverse a cualquier terminal lateral, debido a la acción del circuito de control, este estado se bloquea y el pulso de entrada no funciona. Si presiona el botón de reinicio, el resaltado volverá a la posición central y se podrá reiniciar el juego.
Los terminales positivos de los indicadores de terminales en ambos lados están conectados al terminal de habilitación EN de los dos contadores decimales CC4518 a través de dos puertas y una puerta NOT respectivamente. Cuando algún partido gana, la luz indicadora del terminal de ese partido se encenderá y se generará un flanco descendente para hacer que su contador correspondiente cuente. De esta forma, la salida del contador muestra el número de juegos ganados por el bando ganador.
1. Circuito de codificación
El codificador tiene dos terminales de entrada y cuatro terminales de salida. Necesita realizar un conteo ascendente y descendente, por lo que utiliza un contador ascendente y descendente síncrono binario de reloj dual 74LS193. para completar.
2. Conformación del circuito
74LS193 es un contador reversible. Los pulsos que controlan la suma y resta de CP se suman a los pines 5 y 4 respectivamente. requiere conteo de suma, la entrada de resta CPD debe estar conectada a un nivel alto; durante la cuenta regresiva, la CPU de entrada de suma también debe estar conectada a un nivel alto. Si el pulso generado por las teclas A y B se suma directamente al pin 5 o 4, entonces. Si el pulso generado por las teclas A y B se agrega directamente al pin 5 o 4, habrá muchas ocasiones en que el otro terminal de entrada de conteo tenga un nivel bajo, lo que hará que el contador no pueda contar y los botones de ambos lados perderán su funcionará y el juego de tira y afloja no se desarrollará normalmente. Agregue un circuito de conformación para que los pulsos de los botones A y B se conviertan en pulsos con un ciclo de trabajo grande después de la conformación. Esto reduce la posibilidad de que la otra entrada de conteo tenga un nivel bajo durante un conteo, de modo que cada vez sea posible que se presionen las teclas. contarse de manera efectiva. El circuito de conformación consta de una puerta AND 74LS08 y una puerta no AND 74LS00.
3. Circuito decodificador:
Consta de decodificador de 4-16 líneas CC4514. Seleccione 15 de los terminales de salida del decodificador Y0~Y15 para conectarlos a la luz indicadora de nivel. El polo negativo de la luz indicadora de nivel está conectado a tierra y el polo positivo del decodificador está conectado a tierra. el terminal de salida es de alto nivel, la luz indicadora de nivel está encendida.
Preparación para la competencia, la entrada del decodificador es 0000, la salida Y0 es 1, la luz indicadora central se enciende primero, cuando el codificador realiza el conteo suma, el punto brillante se mueve hacia la derecha y cuando el codificador realiza contando restas, el punto brillante se mueve hacia la izquierda.
4. Circuito de control:
Para poder mostrar quién gana y quién pierde es necesario un circuito de control. Cuando el punto brillante se mueve hacia el terminal de cualquier parte, esa parte está determinada a ganar y los botones de ambos lados se declaran inválidos en ese momento. Este circuito se puede construir desde la puerta NOR 74LS02. Los terminales de las luces indicadoras en ambos lados están conectados respectivamente a los dos terminales de entrada de la puerta NOR. Cuando la parte ganadora es "1" y la otra parte es "0", y la salida de la puerta NOR es "0", el El número establecido en el contador 74LS193 finaliza, por lo que el contador deja de contar y se encuentra en el estado preestablecido, porque los terminales de datos D0, D1, D2 y D3 del contador están conectados correspondientemente a los terminales de salida Q0, Q1, Q2,. y Q3, y el terminal de entrada también es el terminal de salida, por lo que el contador no tiene pulsos de funcionamiento.
5. Pantalla ganadora:
Las luces indicadoras positivas de ambos lados están conectadas a los dos terminales CP del contador CC4518 a través de la salida de puerta NAND, y los dos BCD de 4 dígitos. Los códigos del CC4518 están conectados al experimento respectivamente. Los dos juegos de decodificadores en la caja muestran los conectores 8, 4, 2 y 1. Cuando una parte gana, el indicador terminal de la parte se enciende y genera un flanco ascendente, lo que hace que el contador correspondiente cuente por uno, de modo que obtengamos una visualización del número de victorias para ambas partes. Si un número no es suficiente, dos dígitos. están en cascada.
6. Restablecer
Para realizar múltiples coincidencias, se requiere una operación de reinicio para devolver el punto brillante al punto central. Se puede usar un interruptor para controlar el cero. terminal R del 74LS193.
El reinicio de la visualización de resultados también debe utilizar un interruptor para controlar el terminal de borrado R del contador de resultados CC4518 para volver a contar.
Las funciones de CC4518 se muestran en la siguiente tabla y las descripciones de los pines se encuentran en el apéndice.
Funciones de entrada y salida
Reloj
CP clear
RD enable
× 1 × todos 0
↑ 0 1 Contar
0 0 ↓
↓ 0 × Mantener
× 0 ↑
↑ 0 0
1 0 ↓