拔河游戏机设计与工作原理分析

"该文档是关于综合实验五的指导材料，内容涉及如何设计和搭建一个拔河游戏机，包括实验任务、电路设计、所需设备和元器件，以及设计步骤等关键信息。" 在这个拔河游戏机实验中，学生需要利用指定的电子元件和设备构建一个互动游戏装置。游戏机的核心功能是通过发光二极管（LED）的移动来模拟拔河比赛的过程。初始状态下，15个（或9个）LED中只有中间一个点亮，代表拔河的中心线。玩家通过按键产生脉冲，快速按键的一方能使亮点向其方向移动。当亮点移动至任一方的终点，该方获胜，此时游戏会锁定状态，直至按下复位键恢复初始状态。 实验电路设计包括以下几个关键部分： 1. **编码电路**：采用CC40193同步递增/递减二进制计数器作为编码器，它的两个输入端响应玩家按键，根据加/减计数需求产生相应的二进制代码，进而驱动LED阵列移动。 2. **整形电路**：由于CC40193的计数输入端需要特定的脉冲格式，所以需要整形电路确保A、B键产生的脉冲符合要求。整形电路能将按键产生的不规则脉冲转换为具有合适占空比的信号，以确保计数器正常工作。 3. **译码器**：4线-16线的译码器将计数器的输出转化为控制LED的信号，使得LED阵列能够根据计数结果点亮相应的二极管。 4. **显示器**：用于显示胜者的盘数，这里可能采用了CC4518十进制计数器，通过与非门和异或门等逻辑门电路，当一方获胜，计数器增加，显示其胜利次数。 5. **控制电路**：包括逻辑电平开关和复位功能，当亮点到达终端或复位键被按下时，系统能锁定当前状态，并在复位后恢复到中心线。 实验设备包括5V直流电源、译码显示器、逻辑电平开关，以及一系列集成电路，如CC4514、CC40193、CC4518、CC4011、CC4030等，这些元件共同协作实现游戏机的功能。 实验步骤包括理解电路原理、连接元器件、测试和调试电路，以确保游戏机能正确响应玩家的操作并准确记录比赛结果。通过这个实验，学生不仅能学习到数字电路的基本原理和应用，还能提升实际操作和问题解决的能力。