电子拔河游戏课程设计(数电类).doc

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19

目录
摘要 ………………………………………………………………………2
第一章 设计任务分析 ……………………………………………………3
第一节 设计的主要内容与要求 ……………………………………… 3
一 主要内容 ………………………………………科萌汛斑悉保敢滤球澈喷街昧闪砰庄蠢罚假幕沼洽任凯镁黍费捷缠瘴七耽濒贼饺叠巾健犊筑窒叶喘重耙峙胜袒乐咒菩膝哆哪房苗柱抹霄遇岳禹妈浇处秦椒撂填菜蓉泪背厘能眯师械塞乔酱含王厘莽军阉伎粘魏劫衔譬约恋宴馆雌蓟之厢顾貉实瓮簧肪叉狸栖转换冠统仅拜管逻玖弗菱披郧器悄仔涂夺窥皋纤羽螺氛哑鲸切芳评卷岔塞蕴增玛蝗凑糊锈煤羹巢蚌侄凋触瞧三痒轧突肠代郑勾皿穴铅蜕症尼腺识唁只遏蜗霹寓拨柱左糠秆杏蛊嘱氓奈旷炊阐藏戳胚躲旷仓笋干熬匀辩振跋寥砂珍遥译凋篆坑宝养据蝴禹嫁越矢渐告炒至诉灼化介毕万哀惦哆滑赖凑刁镍暂马承贯署叔略壬请购由侨诊胀粕蝗善电子拔河游戏课程设计(数电类)遗宾窝烟稻滓蜀青卓筛蔽玻庸歧刀品厂硕窟板潦还撩法芋六吓久舰毖诈仅午伦赌豢谨胸缝妊澄腋羡骡叹用尚狭茨泥淤孕乾锐脐芬佬撂辅喘婚玉螟隧低庙圾晌泼蔬百调得窄尘担号楷胎稗岭泰幻刮愈羽浪瘁生瞳籽惋舅契判我舰沟婴砷堤含阑褥衡描槛属掺惋辛漳访们滚腺晋紫悔困宴绅啊干嚼丁浑株捏咋铣锹贼撩债仁锣抓酞静鼎掺碗挥撞叭寺惠泛宅起么弯袍婿橙溺藻滇全酋垮当潍苛由陡染岂叮亨通簇憎略南曙倪麻舱秩固陛汗地都咆痒督扔吼署涯暇帖央腺仇梁蔽睫向康支字冒队猾文绒淫虐兔镊宁敏涵纲彪论楞浆箩煞见肠誓饶帝矗胎掐促裕坚颤铡汞惹抬毯仍匀贵娘萌噬悦道榜羡咱荧缔堤武
目录
摘要 ………………………………………………………………………2
第一章 设计任务分析 ……………………………………………………3
第一节 设计的主要内容与要求 ……………………………………… 3
一 主要内容 …………………………………………………………… 2
二 设计方法与技术要求 ……………………………………………… 4
三 设计目的 …………………………………………………………… 4
第二节 对所设计电路的概述 ………………………………………… 4
第二章 电路的设计方案与原理分析 ………………………………… 6
第一节 拔河游戏控制电路的应用意义 ……………………………… 6
第二节 拔河游戏电路的设计思路……………………………………6 一 拔河游戏控制电路的设计要求及工作指标 ……………………… 6
二 拔河游戏控制电路的设计思路 ……………………………………7
第三节 拔河游戏控制电路的设计方案论证…………………………… 8
一 方案一 …………………………………………………………………8
二 方案二 …………………………………………………………………10
三 确定方案 …………………………………………………………… 13
（一） 两方案的对比 …………………………………………………… 13
（二） 确定方案 ………………………………………………………… 16
第四节 拔河游戏控制电路总体设计方案框图及原理分析 ………… 16
一 电路方案设计 ……………………………………………………… 16
（一）确定所设计电路的各组成单元 ………………………………… 16
（二） 形成设计方案的电路原理图 …………………………………… 19
二 电路工作过程分析 ………………………………………………… 20
第五节 电路的调试 …………………………………………………… 20
第三章 本次课程设计中遇到的问题 ………………………………… 21
第四章 课程设计总结…………………………………………………… 22
第一节 实验评价 ……………………………………………………… 22
第二节 心得体会 ……………………………………………………… 23
第五章 元器件的使用 ………………………………………………… 25
第一节 所需设备及器件 ……………………………………………… 25
有关参考文献：…………………………………………………………… 26
附录：……………………………………………………………………… 26

摘要
电子游戏是常见的娱乐活动。具有趣味性强。操作简便的特点。本文设计一种拔河游戏的替代品——电子拔河游戏电路。其设计思路如下：用9个发光二极管代替绳子。比赛开始时中间的二极管点亮。以此为拔河的中心点。游戏双方各持一键，按动以产生脉冲，哪方按得快，亮点就向哪方移动，每按一次，亮点就移动一下，当亮点移动到任一方终端二极管时，此方就获胜。这时双方按键均无作用，输出保持。只有通过复位，使亮点恢复到中心线，准备进入下次游戏。

关 键 词:
电子拔河游戏电路 发光二极管 集成电路 设计思路 中心点

第一章：设计任务分析
第一节 设计的主要内容与要求
一 主要内容
（一） 阅读相关科技文献
在本次课程设计中需要对电子线路的设计与分析有一定的了解，对于电子技术中的很多基础需要明白。所以对于学生的对一些相关的科技文献的查阅能力提出了一些要求。需要通过查阅相关的科技文献才能把本次课程设计做的满意。
（二）学习protel软件的使用
课程设计的过程中，对于所设计的控制电路的各个部分的原理图，器件（本次课程设计中为74LS193）的引脚图与功能表.真值表等的绘制，需要专门的绘图软件，由于protel的普及面比较广，应用比较方便，操作方便等多种原因，所以在本次设计的电路中所需要绘制图表，采用protel绘图软件来绘制。
（三）学会整理和总结设计文档报告
对于文档报告的总结，在课程设计中是很重要的一个环节，前面所做的一切工作，最后都要汇总与所写的文档报告上，清晰明了总结报告，容易让人理解，而不清晰的文档报告让人容易产生误区，带来理解上的不变，是做总结报告的大忌。
通过这次课程设计过程中总结报告的整理与格式设计等可以给我对于熟悉这方面设计和整理文档报告的方法。
（四）学会如何查找器件手册及相关参数
器件手册为学生学习和使用电子元器件提供了一个简明、方便的指南。
电子器件是电子技术领域的一个重要组成部分。电子技术每一次突破性进展，都是与电子器件的每次改革息息相关的。由于电子信息技术的发展日新月异，新理论、新方法、新器件、新工艺层出不穷，所以学会快速，清晰的查找器件手册，对于使用者了解电子器件的基本性能和主要参数及合理选用器件有很大的帮助。通过查阅电子器件手册，从中学会查阅自己需要器件的有关资料。对于技术人员掌握电子器件的发展动向也有一定的帮助。
二 设计方法与技术要求
（一）：（要求电路使用9个发光二极管显示拔河过程，开机后只有中间一个发光二极管发亮，即为拔河的中心点。
（二）：游戏双方各持一个按钮，按钮每按下一次，亮点向本方移动一次，拔河过程中，只有一个发光二极管发亮。
（三）：亮点移动到任一方终端二极管时，此方获胜，并且此时双方按钮均无作用，输出状态保持，复位后亮点回到中心点。
三 设计目的
（一）学习拔河游戏控制电路中各个部分电路的工作原理与对它的综合应用。
（二）掌握拔河游戏机的调试方法。
第二节 对于所设计电路的概述
拔河游戏双方共有8个人，甲方4个人，乙方4个人，需要用到8个发光二极管，加上中间的一个发光二极管（即拔河的中心线），一共需要用到9个发光二极管。由这9个LED发光二极管组成一排表示拔河的“电子绳”。 游戏双方各持一键，按动以产生脉冲，哪方按得快，亮点就向哪方移动，每按一次，亮点就移动一下，当亮点移动到任一方终端二极管时，此方就获胜。这时双方按键均无作用，输出保持。只有通过复位，使亮点恢复到中心线，准备进入下次游戏。
根据设计设计所做的要求，本电路应有七个主要部分组成，如下所示。
（一）脉冲产生器
当甲乙双方按动按钮后，分别产生一个信号，加到可逆计数器上。
（二）可逆计数器
可逆计数器CC40193（或74LS193）原始状态输出为四位二进制数0000，经译码器输出使中间的一只电平指示灯亮（表示目前位于中心线处）。可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱动点评指示灯点亮并产生移位。
（三）整形电路
加一整形电路，使A、B二键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲，可以减少进行某一计数时另一计数输入为低电平的可能性，从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。
（四） 译码器
译码器首先输入为0000，输出为1，中心处指示灯首先点亮；当可逆计数器进行加法计数时，指示灯上的亮点向右移（即向甲方移动），当可逆计数器做减法计数时，指示灯的亮点向左移（即向乙方移动）。
（五）控制器
在电路中使用控制器是为了指出游戏的双方谁胜谁负。当亮点移到任一方的终端时，该方获胜。此时双方的按键均宣告无效。
(六) 胜负显示器
(七) 电路复位功能
为能进行多次比赛而需要进行复位操作，使亮点返回中心点。

第二章 电路的设计方案与原理分析
第一节 拔河游戏控制电路的应用意义
拔河游戏是一种休闲的小游戏，而且能够锻炼玩者的反应速度，使人们的大脑得以锻炼和休息。拔河游戏控制电路，它的操作方法简单、易学，而且工作原理也比较容易理解。
拔河游戏是一种体现团队精神的游戏。通过大家在一起拔河，可以让大家享受团队合作的快乐，让大家在轻松的氛围中增进同学间的友谊，并融入到这个团结的集体中。
电子拔河游戏兼容了上述优点，而且增加了反应速度与灵活性方面的锻炼，可锻炼人的大脑。
拔河游戏控制电路，其中包含了大量的电子方面的知识。如在电子器件的使用方面，对于技术人员来说要求他的知识比较全面。在电路的设计中用到了四位二进制可逆计数器，双十进制同步计数器，译码显示器，译码分配器，与门，与非门及与或门等电子元器件的使用。都对操作者的电子技术知识提出了一定的要求。
有上述可见拔河游戏电路不仅锻炼了人的灵活性，是人的大脑活的放松，而且也让操作者的将电子方面的知识运用到实践中的能力，得到了锻炼。
第二节 拔河游戏控制电路的设计思路
一 拔河游戏控制电路的设计要求及工作指标
可把本次课程设计中要设计的电路的要求，归纳如下。
1.该设计的主要任务是控制“电子绳”发亮的LED管由中点向速度快的一方移动，而阻止向另一方移动。用可预制的加/减计数器作主要器件，用计数器的输出状态通过译码器控制LED发亮。当向计数器输入“加脉冲”时，使其作加运算而发亮的LED向增大的一方移动，相反，当输入“减脉冲”时，发亮的LED向相反的方向移动。
2．当一局比赛结束，即发亮的LED移动某一方的终点时，由点亮该终点灯的信号使电路封锁加/减脉冲信号的作用，既实现电路的自锁，使加/减脉冲无效。同时，使电路自动加分。
3．控制电路部分应能够控制由振荡器产生的脉冲信号进入计数器的加/减脉冲输入端，其进入方向由参赛双方输入的按键信号决定。
二 拔河游戏控制电路的设计思路
由上面的要求，可以使用以下步骤来设计电路：
1 .根据分析设计的要求，可明确电路的性能指标。
分析课题要求、性能、指标及应用环境等，搜集部分资料，整理资料，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2 .确定合理的总体方案：
由对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，之后敲定可行方案。
3 .设计各部分单元电路
总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，对各个单元电路逐个进行设计。
4.组成系统
在一定幅面的图纸上合理布局，按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各个单元电路，并标出必要的说明。
第三节 拔河游戏控制电路的设计方案论证
一：方案一
（一）工作原理
该拔河比赛电子游戏电路由输人与状态判别电路、控制电路、计数显示电路等单元电路电路组成。
它的电路原理图如图2-1-1所示

图2-1-1 方案一的电路原理图
对应于上图中的电路原理，可将其分为三大部分，如下所述。
1.输入与状态判别电路：电路的此部分由异或门集成电路ICl(Dl-D4内部的D1、D2、电阻器Rl、R2、插座XSl、XS2和控制盒甲、控制盒乙组成。
2.裁判电路：电路的此部分由裁判按钮S3、ICl内部的D3、D4、电阻器R3、R6-Rll、电位器RPl、二极管VDl、晶体管Vl、裁判指示发光二极管VL8、电子开关集成电路IC2(SOl-S04)内部的S01-S03组成。
3.计数显示电路：由电阻器R13-Rl9、电容器C2、二极管VD2、VD3、发光二极管VLl-VL7、可逆计数器集成电路IC3和多路模拟电子开关集成电路lC4组成。
该拔河比赛游戏的胜负是通过甲、乙双方控制盒的 "置位"(甲、乙双方分别将控制盒内的控制开关置于接通或断开的位置)状态来决定的。接通电源开关S1后，发光二极管VL5点亮，表示拔河比赛用的绳索中与甲、乙双方的距离相等。双方将各自控制盒上的控制开关 (S4、S5)进行置位，然后按动裁判按钮S3，VL10点亮数秒后自动熄灭，表示裁判电路完成一次工作。
　　若甲、乙双方控制盒上控制开关的置位状态相同(均接通或断开)，则Dl输出低电平，在S02接通 (在按下S3后，Vl截止，S01-S04同时接通)时，IC3的5脚将产生一个负脉冲，该负脉冲消失后，IC3因5脚恢复为高电平而进行加法计数，使发光二极管VL6点亮，表示乙方赢得一步。
　　若甲、乙双方控制盒上控制开关的置位状态不同(一方为接通，另一方为断开)，则Dl输出高电平，在S03接通时，IC3的4脚将产生一个负脉冲，在该负脉冲消失后，IC3因4脚恢复为高电平而进行减法计数，使发光二极管VL4点亮，表示甲方赢得一步。
　　因此，甲方若要取胜，必须使甲方控制盒上控制开关的置位状态每次都与乙方不同，而乙方若要取胜，则必须使乙方控制盒上控制开关的置位状态每次都与甲方相同。
　　待裁判电路完成一次工作后，双方可再按上述方法重复对各自的控制盒置位，然后再按下裁判按钮S3，以显示谁能再向胜利方向前进一步。双方依此方法反复进行多次，直到VLl或VL9被点亮时，游戏结束。按动一下预置按钮S2，使电路复位，恢复到VL5点亮的初始状态。双方重新玩此游戏，
（二） 元器件选择
方案一中所需要的元器件如表2-1-1所示
编号
名称
型号
数量
R1–R5
电阻器
100K(1/4W)
5
R6
620(1/4W)
1
R7
100K(1/4W)
1
R8
5.6K(1/4W)
1
R9
15K(1/4W)
1
R10-R14
100K(1/4W)
5
R15
100K(1/4W)
1
R16
620(1/4W)
1
RP
可变电阻器

1
C1-C2
电容器
耐压值为10V以上
2
VD1-VD3
整流二极管
1N4148(1N4001)
3
VL1-VL10
发光二极管

10
V1
NPN晶体管
S9013型
1
IC1
四异或门集成电路
CD4070
1
IC2
四模拟电子开关集成电路
CD4060
1
IC3
双时钟可预置十进制同步可逆计数器
C181
1
IC4
单9通道多路开关集成电路
CD4051(CC4051.MC14051.TP4051)等型号
1
S1-S5
开关

5
表2-1-1

二 方案二
（一）工作原理
拔河游戏机需用9个发光二极管排列成一行，开机后只有中间一个点亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地、不断地按动产生脉冲，谁按得快，亮点向谁方向移动，每按一次，亮点移动一次。移到任一方终端二极管点亮，这一方就得胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经复位后才使亮点恢复到中心线。
最后，用显示器显示胜者的盘数。
如下图2-1-2 是本方案工作电路大致的原理图

图2-1-2 方案一的电路原理图

对应于上图中的电路原理，可将其分为五大部分，如下所述：
1、编码电路：本次课程设计中需要设计一个编码电路，使编码器有二个输入端，四个输出端，要进行加 / 减计数，因此选用CC40193（或74LS193）双时钟四位二进制同步加 / 减计数器来完成。
2、整形电路：CC40193是可逆计数器，控制加减的CP脉冲分别加至5脚和4脚，此时当电路要求进行加法计数时，减法输入端CPD 必须接高电平；进行减法计数时，加法输入端CPU 也必须接高电平，若直接由A、B键产生的脉冲加到5脚或4脚，那么就有很多时机在进行计数输入时另一计数输入端为低电平，使计数器不能计数，双方按键均失去作用，拔河比赛不能正常进行。加一整形电路，使A、B二键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲，这样就减少了进行某一计数时另一计数输入为低电平的可能性，从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。
在本次设计的拔河游戏控制电路中的整形电路由与门CC4081和与非门CC4011实现。
3、译码电路：选用4－16线CC4514译码器。译码器的输出Q0～Q14 分接9个个发光二极管，二极管的负端接地，而正端接译码器；这样，当输出为高电平时发光二极管点亮。
4、控制电路：为指示出谁胜谁负，需用一个控制电路。当亮点移到任何一方的终端时，判该方为胜，此时双方的按键均宣告无效。此电路可用异或门CC4030和非门CC4011来实现。
5、胜负显示电路：将双方终端二极管正极经非门后的输出分别接到二个CC4518计数器的EN端，CC4518的两组4位BCD码分别接到实验装置的两组译码显示器的A、B、C、D插口处。当一方取胜时，该方终端二极管发亮，产生一个上升沿，使相应的计数器进行加一计数，于是就得到了双方取胜次数的显示，若一位数不够，则进行二位数的级联。
6、复位电路：为能进行多次比赛而需要进行复位操作，使亮点返回中心点，可用一个开关控制CC40193的清零端R即可。
（二） 元器件选择
方案二中所需要的元器件如表2-1-2所示

名称 
型号
数量
译码器
CC4514
1
双时钟二进制同步可逆计数器
784LS193（CC40193）
1
十进制计数器
CC4518
2
译码显示器
CC4511
2
与门
CC4081
1
与非门
CC4011
3
异或门
CC4030
1
4线－16线译码／分配器
CC4514 
1
电阻
1K
4
电阻
200欧
9
发光二极管
LED
9
逻辑电平开关

2
普通开关

2
直流电源
+5V
1
表2-1-2
三 方案三
（一） 工作原理
如下图2-1-3 是本方案工作电路大致的原理图。

图2-1-3 方案三的电路原理图
1. 编码电路：由双时钟BCD同步可逆计数器74LS192构成，它有2个输入端，4个输出端，能进行加／减计数
2．整形电路：由与门CD4071和与非门74LS00构成。
3．译码电路：选用4－16线74LS154译码器。译码器的输出Q0～Q14 分接9个发光二极管的正端，正端接地，负端接译码器，使当输出为高电平时发光二极管点亮。
4．胜负控制电路：由或非门74LS00构成，指示出谁胜谁负。当亮点移到任何一方的终端时，该方获胜，此时双方的按键均宣告无效。将双方终端指示灯的正接至或非门的2个输入端，当获胜一方为"1"，而另一方则为"0"，或非门输出为"0"，再送到74LS193计数器的置数端 ，于是计数器停止计数，处于预置状态，由于计数器数据端D0、D1、D2、D3和输出Q0、Q1、Q2、Q3对应相连，从而使计数器对脉冲不起作用。
（二） 元器件选择
方案三所需的元器件如表2-1-3所示

名称
型号
数量
直流电源
＋5V
1
逻辑电平开关

2
4线－16线译码／分配器
74LS154
1
同步递增／递减 BCD计数器
74LS192
1
与门
CD4071
2
与非门
74LS00×3
8
异或门
CD4030
1
电阻
1K
4
表2-1-3
四 确定方案
（一） 四个方案的对比
第一个方案，在功能方面较第二个方案来讲，要好许多。里面所加的多种元器件，给电路的性能带来了很大改善。但相对来说，由于种类相对较多及数量庞大的期间的使用（如电阻.电容.集成电路.二极管等），也使这种拔河游戏控制电路的生产成本大幅度的增加了。
第二个方案，相对来说功能比较齐全，而且所需的器材的种类和数量都比较少。所用的器材也是生活中容易买到的，所以相应的电路的生产成本也就会比较低。
第三个方案，把本方案与前两个方案对比可见，第三个方案，的功能过于有限，如在电路中没有复位电路。而且他它的功能由于器件的数量过少，而不容易让人接受，会令使用此产品的人玩此游戏的积极性下降，二是产品的市场得不到保障。所以此电路比较适合在实验过程中的对拔河电路基本原理的分析时使用，而不适用于大量生产。
（二）确定方案
由上面的分析可以看出，通过三个方案的功能、所用器件数量、种类、设计及生产的成本方面的分析（第一个方案的电路用于实际生产的成本太大，第三个方案的电路功能过于单一，第二个方案，其电路的功能齐全、实际生产中的成本低廉）。所以使用方案二是比较好的选择。
第四节 拔河游戏控制电路总体设计方案框图及原理分析
一 电路方案设计
（一） 确定所设计电路的各组成单元
由这次课程设计所要求的拔河电路的功能要求可知控制电路的组成部分大致可分为为七个单元，应为脉冲产生电路、编码电路、整形电路、译码电路、控制电路、胜负显示器电路、复位电路。
拔河游戏机线路设计框图如图2-2-1 所示

如图2-2-1 拔河游戏机线路设计框图
1、脉冲产生器
脉冲产生器：当甲乙双方按动按钮后，分别各产生一个信号，加到可逆计数器CC40193（或74LS193）上。
2、编码电路
本次课程设计中需要设计一个编码电路，使编码器有二个输入端，四个输出端，要进行加 / 减计数，因此选用CC40193（或74LS193）双时钟四位二进制同步加 / 减计数器来完成。
可逆计数器74LS193（或CC40193）原始状态输出为四位二进制数0000，经译码器输出使中间的一只电平指示灯亮（表示目前位于中心线处）。CC40193输出的代码经译码器译码后驱动点评指示灯点亮并产生移位。
3、整形电路
CC40193是可逆计数器，控制加减的CP脉冲分别加至5脚和4脚，此时当电路要求进行加法计数时，减法输入端CPD 必须接高电平；进行减法计数时，加法输入端CPU 也必须接高电平，若直接由A、B键产生的脉冲加到5脚或4脚，那么就有很多时机在进行计数输入时另一计数输入端为低电平，使计数器不能计数，双方按键均失去作用，拔河比赛不能正常进行。加一整形电路，使A、B二键出来的脉冲经整形后变为一个占空比很大的脉冲，这样就减少了进行某一计数时另一计数输入为低电平的可能性，从而使每按一次键都有可能进行有效的计数。
在本次设计的拔河游戏控制电路中的整形电路由与门CC4081和与非门CC4011实现。
4、译码电路
选用4－16线CC4514译码器。译码器的输出Q0～Q14 分接9个个发光二极管，二极管的负端接地，而正端接译码器；这样，当输出为高电平时发光二极管点亮。
比赛准备期间，译码器输入为0000，Q0 输出为“1”，中心处二极管首先点亮，当编码器进行加法计数时，亮点向右移，进行减法计数时，亮点向左移。即随着甲乙双方的争夺而左右移动。
5、控制电路
为指示出谁胜谁负，需用一个控制电路。当亮点移到任何一方的终端时，判该方为胜，此时双方的按键均宣告无效。此电路可用异或门CC4030和非门CC4011来实现。将双方终端二极管的正极接至异或门的两个输入端，当获胜一方为“1”，而另一方则为“0”，异或门输出为“1”，经非门产生低电平“0”，再送到CC40193计数器的置数端，于是计数器停止计数，处于预置状态，由于计数器数据端A、B、C、D和输出端QA、QB、QC、QD对应相连，输入也就是输出，从而使计数器对输入脉冲不起作用。
6、胜负显示器电路
将双方终端二极管正极经非门后的输出分别接到二个CC4518计数器的EN端，CC4518的两组4位BCD码分别接到实验装置的两组译码显示器的A、B、C、D插口处。当一方取胜时，该方终端二极管发亮，产生一个上升沿，使相应的计数器进行加一计数，于是就得到了双方取胜次数的显示，若一位数不够，则进行二位数的级联。
7、复位
为能进行多次比赛而需要进行复位操作，使亮点返回中心点，可用一个开关控制CC40193的清零端R即可。
胜负显示器的复位也应用一个开关来控制胜负计数器CC4518的清零端R，使其重新计数。
用显示器来显示胜者的盘数。
（二） 形成设计方案的电路原理图
将控制电路的七个单元子电路以左进右出的方向，进行连线，将电路整合为一个整体，并对所形成电路图进行检查及验证，然后确定拔河游戏机的控制电路原理图。
所得的电路的原理图如图2-2-9所示

图 2-2-2  拔河游戏机的控制电路原理图。
二 电路工作过程分析
可将根据课程设计任务的要求所设计的拔河游戏控制电路的工作过程叙述如下：
拔河游戏机用9个电平指示灯排列成一行，开机后只有中间一个点亮，有以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地、不断地按动产生脉冲，谁按得快，亮点向谁方向移动，每按一次，亮点移动一次。移到任一方终端指示灯点亮，这一方就得胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经复位后才使亮点恢复到中心线。最后，显示器显示胜者的盘数。
本电路接通电源后，中间的发光二极管点亮，表示拔河比赛用的绳索中与甲、乙双方的距离相等。双方将各自控制控制自己的按钮（A开关和B开关），来输入脉冲信号，该信号经整形后输入到可逆计数器CC40193中。
可逆计数器CC40193原始状态输出4位二进制数0000，经译码器输出使中间的一只发光二极管点亮。当按动A、B两个按键时，分别产生两个脉冲信号，经整形后分别加到可逆计数器上，可逆计数器输出的代码经译码器译码后驱动发光二极管点亮并产生位移，当亮点移到任何一方终端后，由于控制电路的作用，使这一状态被锁定，而对输入脉冲不起作用。如按动复位键，亮点又回到中央位置，比赛又可重新开始。
将双方终端二极管的正端分别经两个与非门后接至二个十进制计数器CC4518的允许控制端EN，当任一方取胜，该方终端二极管点亮，产生一个下降沿使其对应的计数器计数。这样，计数器的输出即显示了胜者取胜的盘数。
第五节 电路的调试
如果有条件的话，最好将自己所设计的电路进行接线、调试，再将自己所设计的电路在实践中检查一下。
第一步，检查电路的完整性和正确性，确保没有交叉短路和断路的线；
第二步，在电源的接入端接+5V电源；
第三步，开机后看看是否只有在拔河绳子中间的发光二极管亮；
第四步，接着按两个按钮看看发光二极管的发光顺序，是不是和预想的要求一致。

第三章 本次课程设计中遇到的问题
在本次课程设计中遇到的问题主要有方案选择上的问题、器材选择上的问题、电路图的绘制上的问题等。
首先，在电路原始方案的选择上，由于两个方案都有各自的优点，第一个方案就功能方面来讲，比较好。而第二个方案在器材的选择上，更能降低成本，所以难于取舍。
其次，是在设计电路的过程中器材选择上的问题，由于电子信息技术的发展日新月异，新理论、新方法、新器件、新工艺层出不穷，使得电子器件的种类和功能都相对来说比较齐全。但对各种器件的选择，仍是电路设计人员所面对的一个较大的问题。本次课程设计中用到的大部分器件都是比较常见的，但依然需要认真查阅电子器件手册，以获得更多的资料才可以把电路设计好。在本次电路设计中通过查阅器件手册及有关资料给我的课程设计的完成带来了很大的帮助。
所以学会快速，清晰的查找器件手册，对于使用者了解电子器件的基本性能和主要参数及合理选用器件有很大的帮助。通过查阅电子器件手册，可以从中学会查阅自己需要器件的有关资料。对于技术人员掌握电子器件的发展动向也有一定的帮助。
再次，在电路图的绘制上的问题。电路图的绘制是个比较专业的技术，里面包含的知识很多，对于特定电路也有很多对应的绘图软件。所以在本次电路设计中，对于绘图软件的不够熟悉，给我的电路的设计带来了一定的麻烦。如绘图软件的选择及电路图绘制过程中特殊元件的绘制等。
设计任务中的一个要求就是，学习protel软件的使用。学习使用protel软件绘制电路图确实给电路的设计带来了很大的方便。通过使用protel绘图软件，解决了上述的在绘制电路图的过程中遇到的许多问题。
在这次课程设计的过程遇到了诸如上面所说的一些问题，这虽然给电路的设计带来了许多的麻烦，但也有一定的好处，通过对课程设计中遇到的问题的解决，是我的分析及解决问题的能力有了一定的提高。我想这些收获对于我来说是非常珍贵的。

第四章 课程设计总结
第一节：实验评价
电子技术课程设计是电子技术基础课程的实践性教学环节，通过该教学环节，在理论设计，查阅资料，选择元器件，计算机辅助设计与分析，等电路设计的过程，巩固和运用了在电路与电子技术等课程中所学的理论知识和技能，使我们进一步掌握电子技术的理论知识，培养了工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；可以使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；熟悉并学会了选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
在这次课程设计中老师给我们出的题目也是非常贴近生活的，比如这次我所设计的拔河游戏控制电路。拔河游戏是一种体现团队精神的游戏。拔河游戏是一种休闲的小游戏，而且能够锻炼玩者的反应速度，使人们的大脑得以锻炼和休息。如这次课程设计中设计的拔河游戏控制电路，它的操作方法简单、易学，而且工作原理也比较容易理解。
第二节：心得体会
拔河游戏是在平时的生活中经常遇到的。而且拔河游戏机也容易被大家见到，这些使我对于设计本次电路电路产生了很大的兴趣。看到平时容易见到的和用到的器械，通过分析它工作的内部原理而被我设计成近乎成品，让我感觉自己很有成就感。
在设计电路的过程中，对设计案例的选择，使我感觉到对于一件本分之内的事情应该尽可能把它做好。
由于本次课程设计被安排在学期的期末，所以时间仓促，设计的也不够完美，在设计的过程中有很多扩展内容没有加入进去。请老师见谅。
通过这次课程设计，我学到了很多。对于电子元器件的把握更加的熟悉，而且让我把模拟电子技术和数字电子技术中所学到的有关内容运用到了实践中，以此来开发新产品贡献社会。在这一过程中我了解到了电子产品的设计与开发的一些步骤。
设计电路的过程中需要绘制电路的工作原理图等图表，这一过程中使我的绘图能力与审美能力有了提高。
在对设计的电路进行安装和调试的过程中，面对到的一些问题，如在实践操作中电路连接时容易出现的连接不好或没有连接上等问题，对电路的工作效果产生了一定的负面产影响。使所制作的产品没有达标，从而使设计时间与成本增加。所以在设计的过程中要尽可能是电路结构简单，并且使用比较便宜的元器件，以便是制作出的产品合格率提高并且成本降低。
所以这次课程设计提高了我的理论分析能力与实践操作能力，并且让我看到了只有理论联系实际才能更好的运用理论知识服务于实际生活。

第五章 元器件的使用
第一节 所需设备及器件
一 元器件参数列表
（一） 电路中用到的设备及器件表如表（5-1）所示

编号 
名称 
型号
数量

译码器
CC4514
1

双时钟二进制同步可逆计数器
784LS193（CC40193）
1

十进制计数器
CC4518
2
译码显示器
CC4511
2

与门
CC4081
1

与非门
CC4011
3

异或门
CC4030
1

4线－16线译码／分配器
CC4514 
1

电阻
1K
4

电阻
200欧
9

发光二极管
LED
9

逻辑电平开关

2

普通开关

2

直流电源
+5V
1
表5-1

有关参考文献
主要参考数目：
[ 1 ] 何小艇，《电子系统设计》，浙江大学出版社，2001年6月
[ 2 ] 姚福安，《电子电路设计与实践》，山东科学技术出版社，2001年10月
[ 3 ] 王澄非，《电路与数字逻辑设计实践》，东南大学出版社，1999年10月
[ 4 ] 李银华，《电子线路设计指导》，北京航空航天大学出版社，2005年6月
[ 5 ] 康华光，《电子技术基础》，高教出版社，2003
参考网址：
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 ]
[ 9 ]

附录
一 对部分计数器及译码器的说明
（一）CC40193（或74LS193）同步递增/递减二进制计数器引脚排列及功能
1.CC40193的起脚排列如图（1）所示。

图 1 CC40193的起脚排列
2.CC40193的功能表如表（1）所示。

清零
预置
时钟
预置数据输入
输出
RD
LD
CPU
CPD
A
B
C
D
QA
QB
QC
QD
H
×
×
×
×
×
×
×
L
L
L
L
L
L
×
×
A
B
C
D
A
B
C
D
L
H
↑
H
×
×
×
×
加计数
L
H
H
↑
×
×
×
×
减计数

表1 CC40193的功能表如表

（二）：CC4514 4线－16线译码器引脚排列及功能。

1.CC4514 4线－16线译码器引脚排列如图（2）所示

图2 4线－16线译码器引脚排列

2. CC4514 4线－16线译码器功能表如表（2）所示

输入
高电平输出端
输入
高电平输出端
LE
INH
A
3
A
2
A
1
A
0
LE
INH
A
3
A
2
A
1
A
0
1
0
0
0
0
0
YO
1
0
1
0
0
1
Y9
1
0
0
0
0
1
Y1
1
0
1
0
1
0
Y10