自主設(shè)計(jì)戴仕杰

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1、數(shù)字電路自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告模擬游戲--打地鼠機(jī)9姓名班級(jí)學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)日期節(jié)次教師簽字成績(jī)實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)打地鼠模擬游戲機(jī)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）用硬件實(shí)現(xiàn)一款游戲的設(shè)計(jì)（2）掌握并熟練組合邏輯電路的設(shè)計(jì)（3）掌握并熟練時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)（4）增強(qiáng)自身的分析與設(shè)計(jì)問(wèn)題的能力二.總體設(shè)計(jì)方案或技術(shù)路線本實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)一種與打地鼠游戲相類(lèi)似的功能，用電平指示燈的亮滅表示地鼠是否出現(xiàn)，匹配相應(yīng)的邏輯開(kāi)關(guān)控制指示燈，以開(kāi)關(guān)是否按下表示錘頭是否打向地鼠。對(duì)于游戲規(guī)則即是否正確打中地鼠的次數(shù)可以用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)，同時(shí)對(duì)地鼠出現(xiàn)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)以求出擊打正確的正確率。本實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)化模型如下：9

2、本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)分四個(gè)環(huán)節(jié)：（一）偽隨機(jī)序列脈沖發(fā)生器為實(shí)現(xiàn)地鼠的隨機(jī)出現(xiàn)，對(duì)于指示燈的亮滅要盡量做成隨機(jī)的序列脈沖，但對(duì)于時(shí)序電路而言，電路確定后，確定的初態(tài)對(duì)應(yīng)確定的次態(tài)，因此不能實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的隨機(jī)，相比之下可以實(shí)現(xiàn)順序的打亂，因此這里選用扭環(huán)移位計(jì)數(shù)器產(chǎn)生類(lèi)似于偽隨機(jī)序列脈沖來(lái)模擬隨機(jī)脈沖實(shí)現(xiàn)地鼠出現(xiàn)的隨機(jī)性。本實(shí)驗(yàn)使用74LS194實(shí)現(xiàn)右移，寫(xiě)出狀態(tài)方程：寫(xiě)出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表（設(shè)初態(tài)為）CPQ0Q1Q2Q38110101000901101110010001121110111001311111201004011113001051011140001601011

3、510007101000000畫(huà)出完整的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖：9由狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可知該計(jì)數(shù)器有15個(gè)計(jì)數(shù)狀態(tài)，不能自啟動(dòng),可設(shè)置初態(tài)為1111。（一）計(jì)數(shù)模塊本模塊用于對(duì)地鼠的出現(xiàn)次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。本次實(shí)驗(yàn)采用74LS160進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器與脈沖序列發(fā)生器公用一個(gè)時(shí)鐘源時(shí)可滿(mǎn)足需求，序列脈沖每發(fā)出一組信號(hào)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。利用門(mén)電路可以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器輸出對(duì)時(shí)鐘的關(guān)斷控制，既當(dāng)計(jì)數(shù)器記到某值時(shí)，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)關(guān)斷，則序列脈沖發(fā)生器不再發(fā)出信號(hào)，計(jì)數(shù)器也不再計(jì)數(shù)，相應(yīng)游戲停止。（二）判斷對(duì)錯(cuò)模塊1.要求能正確的判斷是否打中地鼠，同時(shí)打中后相應(yīng)的指示燈熄滅，地鼠縮回洞中。地鼠被全

4、部打回洞里時(shí)，認(rèn)為正確打中，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次，表示操作正確。仍采用74LS160進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)燈全滅時(shí)，74LS160脈沖斷獲得上升沿信號(hào)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。即時(shí)，CP=1由上述邏輯關(guān)系可判斷CP信號(hào)可有由4輸入與非門(mén)實(shí)現(xiàn)。2.用開(kāi)關(guān)控制燈的亮滅，列出如下所示真值表，其中表示燈的亮滅，表示發(fā)出的序列脈沖信號(hào)，表示開(kāi)關(guān)是否按下，所有信號(hào)都有高電平“1”表示亮或按下，用低電平“0”表示滅或斷開(kāi)。Q0S0QA9000011101111因此用異或門(mén)來(lái)控制燈的亮暗。開(kāi)關(guān)不按下，燈的亮暗與脈沖發(fā)生器輸出一致，開(kāi)關(guān)按下前如果燈亮則按下后燈變?yōu)橄?，開(kāi)關(guān)按下前如果燈沒(méi)亮則

5、按下后燈被點(diǎn)亮。為使該模塊在最后一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換完成的一個(gè)時(shí)鐘周期后不再響應(yīng)，加接如圖所示的D觸發(fā)器，游戲結(jié)束后計(jì)數(shù)器的使能端被鎖死，該模塊不會(huì)再響應(yīng)。一.實(shí)驗(yàn)電路圖1.實(shí)驗(yàn)所用主要芯片及其引腳圖2.實(shí)驗(yàn)電路圖93.仿真電路圖：9一.儀器設(shè)備名稱(chēng)或型號(hào)（1）實(shí)驗(yàn)箱1臺(tái)（2）雙路直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)（3）數(shù)字萬(wàn)用表1臺(tái)二.理論分析或仿真分析結(jié)果理論分析：仿真分析：三.詳細(xì)實(shí)驗(yàn)步驟及實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)記錄9一.實(shí)驗(yàn)結(jié)論二.實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決對(duì)策9一.本次實(shí)驗(yàn)的收獲和體會(huì)、對(duì)電路實(shí)驗(yàn)室的意見(jiàn)或建議9一.參考文獻(xiàn)1.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》楊春玲王淑娟2.《電工電子EDA

6、實(shí)踐教程》孟濤3.《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教程》廉玉欣4.9