数字电路课程设计投弹游戏机设计报告.doc

摘 要 本次数字电路设计的课题是投弹游戏机。该游戏机的设计以由555电路构成的多谐振荡电路、移位计时芯片和延时控制电路为主要研究对象，对实现电路进行分步设计，将实现电路分成几个功能模块，再将模块整合，以实现设计所要求的功能，达成投弹延时蜂鸣的效果。除此之外还可借参数可调的优势，以达到自由控制闪灯频率的特殊功能。 目 录 前言 ………………………………………………………………………… 4 第一章 设计内容及设计要求 …………………………………………… 5 第二章 系统设计方案及选择 …………………………………………… 6 2.1 方案一 …………………………………………………………… 6 2.2 方案二 …………………………………………………………… 7 第三章 系统组成及工作原理 …………………………………………… 8 脉冲发生部分 …………………………………………………… 8 3.2 计时器及LED显示部分 ………………………………………… 9 3.3 电容延时部分 …………………………………………………… 10 3.4 音频振荡部分 …………………………………………………… 11 3.5 系统总图及整体工作原理 ……………………………………… 11 第四章 作品调试及结果分析 …………………………………………… 14 第五章 实验结论 ………………………………………………………… 15 参考文献 …………………………………………………………………… 16 附录一 ……………………………………………………………………… 17 附录二 ……………………………………………………………………… 18 附录三 ……………………………………………………………………… 19 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发展到目前的中、大规模集成电路及超大规模集成电。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、软件逻辑设计及兼有二者优点的专用集成电路设计。 本次课程设计内容是设计并制作一个投弹游戏机。游戏投弹机是一种新型数字游戏，该投弹机系统组成有：由555构成的无稳态多谐振荡器，十进制计数器（CD4017），R-S触发器电路（CD4001）,音频震荡器(CD4001)，喇叭驱动电路。投弹游戏机是采用模块设计，分模块安装方法设计而成。利用NE555构成矩形脉冲发生器（频率和占空比可调）电路；CD4017（分频器）对由NE555产生的脉冲进行编码、译码和分配工作，使其输出信号控制LED的顺序轮流点亮；最后利用CD4001因投弹产生的信号而产生延时，并驱动蜂鸣器，发出一定频率的祝贺声。 通过本次制作后的调试，得到了简单的“老虎机”（即投弹游戏机）的工作原理，电源开关闭合后可发现555产生了占空比可变的脉冲，十个LED灯顺序循环点亮，在某一个灯亮的时间内如果闭合相应的开关，则该灯会多亮若干秒，同时蜂鸣器发出声音。这说明此次的设计是成功的。 第一章 设计内容及设计要求 投弹游戏机 基本要求：10个LED灯顺序点亮（移动速度可变），如果能够在点亮的同时将小球投中目标，则发出1000HZ庆贺声； 参考原理：系统由无稳态多谐振荡器、十进制计数器、RS触发器、音频振荡器、喇叭驱动电路构成； 主要参考器件：555、CD4017、CD4001。 系统设计方案及选择 2.1 方案一 第一部分：利用NE555构成占空比及频率可调的脉冲发生电路（多谐振荡电路）； 第二部分：由CD4017计数器对由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； 第三部分：利用CD4001因投弹产生的信号进行延时控制LED灯亮时长，并由CD4001中的或非门构成的音频振荡器驱动蜂鸣器，发出一定频率的祝贺声。 其工作的原理框图如图2.1所示 图2.1 方案一原理框图 1) 555脉冲形成电路：由555芯片、电阻和电位器够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顺次循环点亮； 3) LED显示； 4) 按钮：其开关模拟投掷小球,投中则产生一脉冲信号； 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1000Hz左右的音频信号，传输至蜂鸣器； 7）蜂鸣器：小球投中时产生“祝贺”的声响。 2.2 方案二