游戏投弹机 098204221.doc
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4、分配器的选择 64.3 CD4001或非门的选择 7第五章 电路性能特点及测试 95.1 电路性能特点95.2 测试结果与分析9第六章 实验结论及体会9参考文献10附录11A、设备及元件清单 11B、参考电路原理图 12C、仿真截屏图 13前 言数字电子技术是当前发展最快的学科之一,数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路(SSI)发展到目前的中、大规模集成电路(MSI、LSI)及超大规模集成电(VLSI)。相应地,数字逻辑电路的设计方法在不断地演变和发展,由原来的单一的硬件逻辑设计发展成三个分支,即硬件逻辑设计(中、小规模集成器件)、软件逻辑设计(软件组装的LSI和VSI,如微处理器、单片机
5、等)及兼有二者优点的专用集成电路(ASIC)设计。 这次制作的是一个投弹游戏机,通过555组成的无稳态多谐振荡器产生脉冲再利用CD4017分频器将十个LED顺序点亮(移动速度可变),当LED点亮的同时小球投中目标便会发出1000HZ的庆贺声。通过本次设计,不仅仅熟悉了各芯片的功能,还对其引脚也有所了解,并且真正的意识到理论与实践之间的差别。通过实践才能算是从真正实际意义上掌握了所学的知识,并懂得如何应用。在此次设计中也经历了很多,走入了很多误区,但从这些错误也让自己认识到了自己的不足,也深深地体会到做任何事情都要认真仔细,学会与他人合作、懂得团队合作的意义及重要性。第一章 设计内容及要求 设计
6、题目:投弹游戏机设计内容:(1) 、复习数字系统设计基础。 (2) 、分析无稳态多谐振荡器、十进制计数器、R-S触发器、音频震荡器、喇叭驱动电路的工作原理。(3)、根据下面所选择的方案,由数字投弹机的系统杠图,画出完整的电路图。基本要求:10个LED顺序点亮,如果能在点亮的同时将小球投中,则发出1000Hz的庆贺声。系统由无稳态多谐振荡器,十进制计数器,R-S触发器电路,音频震荡器,喇叭驱动电路组成。参考元器件:555、CD4017、CD4001 第2章 系统设计方案选择 方案的比较论证与选择 满足上述设计要功能可以实施的方案很多,现提出下面两种方案.方案利用NE555构成脉冲发生器电路;CD
7、4017对由NE555产生的脉冲进行编码、译码和分配工作,其输出信号用于控制LED的点亮;最后利用CD4001因投弹产生的信号去驱动蜂鸣器,发出祝贺声。如图1.1所示,图中各部分的作用如下:555脉冲形成电路十进制移位计数器LED显示 按钮 延时电路 无稳音频振荡器扬声器 图1.11) 555脉冲形成电路 由555芯片、电阻和电容组成占空比可调的无稳态多谐振荡器,产生时钟脉冲.2) 十进制移位计数器 使10个LED顺次点亮.3) LED显示 4) 按钮 在小球投中时,产生一脉冲信号.5) 延时电路 产生的脉冲信号,经延时电路延时5秒左右,以驱动音频振荡器.6) 无稳音频振荡器 振荡产生1000
8、Hz左右的音频信号.7) 扬声器 发出小球投中的“祝贺”音响.方案如图2.1所示,该方案除传感器和555音频振荡器外,其他部分,均与方案相同.555脉冲形成电路十进制移位计数器LED显示 传感器延时电路555 音频振荡器扬声器 图2.1 1) 传感器: 接收小球投中的信号,并传给下一级电路.2) 555音频振荡器: 由555芯片产生一1000Hz左右的音频信号. 方案结构简单,易于实现,但精度底;方案电路结构复杂,成本高,精度也高.根据设计要求,在满足设计要求的前提条件下,应尽量简化电路,降低成本,故选择方案。第三章 工作原理电路原理:利用NE555构成脉冲发生器电路;CD4017(十进制计数
9、器/脉冲分配器)实现对脉冲信号的分配,整个输出时序就是O0、O1、O2、O9依次出现与时钟同步的高电平,宽度等于时钟周期。D4017有10个输出端(O0O9)和1个进位输出端O5-9。每输入10个计数脉冲,O5-9就可得到1个进位正脉冲,该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。CD4017有3个输(MR、CP0和CP1),MR为清零端,当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出O0为高电平,其余输出端(O1O9)均为低电平。CP0和CPl是2个时钟输入端,若要用上升沿来计数,则信号由CP0端输入;若要用下降沿来计数,则信号由CPl端输入。设置2个时钟输入端,级联时比较方便,可驱动更多二极管发光。由此可
10、见,当CD4017有连续脉冲输入时,其对应的输出端依次变为高电平状态,故可直接用作顺序脉冲发生器。CD4017对由NE555产生的脉冲进行编码、译码和分配工作,其输出信号用于控制LED的点亮;最后利用CD4001因投弹产生的信号去驱动蜂鸣器,发出祝贺声。IC1(555)和R1、RP1、RP2、C1等组成无稳态多谐振荡器。在电源电压下,产生一矩形脉冲,频率 f=1.44/(R1+RP1+RP2)C1占空比 q=tw1/T=(R1+RP2)/(R1+RP1+RP2)其频率和占空比可通过调节RP1、RP2来改变。IC2采用十进制计数器/脉冲分配器,在IC1输出的脉冲方波作用下,IC2的Q0输出端依次
11、出现宽度为T=1/f的高频脉冲,与此相应的LED1LEB10依次发光。IC3为四2输入端或非门,IC3-1、IC3-2组成RS触发器,与R7、R8、C5组成延时电路,当小球投中与二极管(LED1LED10中某个)对应的开关(K2K11中的某个)闭合IC3-2的输入端6脚呈高电平,使RS触发器翻转并产生约5秒钟左右的延时,IC3-2的4脚呈低电平,使由IC3-3、IC3-4、R11、C6组成的音频振荡器起振,发出约1000HZ的振荡信号,经VT推动扬声器发出“祝贺”音响,表明击中的指示灯亮了,调节RP1、RP2可改变所亮指示灯的移动速度。第四章 器件的选择及其原理分析3.1 555器件的选择:5
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