西南石油大学本科毕业设计（论文）
合，即可译出8个输出信号Y0～Y7，输出低电平有效。此外，还设置了E1、E2和E3三个使能输入端，为电路功能的扩展提供方便。译码器74LS138的管脚及其功能如表3.2所示。 表3.2 译码器74LS138管脚功能
管脚 VCC GND E1 E2 /E3 A0～A3 Y0～Y7:
74LS138译码器的工作原理为：
当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端(E2)和 (E3)为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在对应的输出端以低电平译出。 74LS138的引脚图如图3.8示。
功能 电源正 地 选通端
选通端（低电平有效）
地址输入端 输出端（低电平有效）
图3.8 74LS138的引脚图
74LS138的功能真值表如表3.3所示。
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乒乓游戏机设计
表3.3 74LS138功能真值表
E3 X X E2 H X X 输 入 E1 A2 X X X X A0 X X X Y0 H H H L H H H H H H H Y1 H H H H L H H H H H H Y2 H H H H H L H H H H H 输 出 Y3 H H H H H H L H H H H Y4 H H H H H H H L H H H Y5 H H H H H H H H L H H Y6 H H H H H H H H H L H Y7 H H H H H H H H H H L A1 X X X H X L H H H H H H H H L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L H H H H L L H H L L H H L H L H L H L H 3.6.2发光二极管简介
发光二极管简称为LED，是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件在1962年出现，由镓（Ga）与砷（As）、磷（P）的化合物组成的二极管，电子与空穴复合时能辐射出可见光。其中，磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。发光二极管具有单向导通性，即发光二极管只能往一个方向通电，这种特性叫做正向偏置（正向偏压）。
发光二极管的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后用环氧树脂密封，起到保护内部芯片线的作用。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入少数载流子与多数数载流子复合时把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能转换成光能。发光二极管的两根引线较长的一根是正极，需接电源正极。发光二极管及其构造如图3.9所示。
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图3.9发光二极管及其构造
3.6.3 模拟球拍电路的设计
单片机P2.0～P2.3控制两个译码器的A,B,C端，P2.4和P2.7分别控制两个译码器的E1端，且E2、E3两个端口接地。单片机P2口输出信号，从而达到控制发光二极管的熄灭与点亮。其电路图如图3.10所示。
图3.10模拟球台电路设计图
3.7 显示电路的设计
乒乓游戏机的数据较为简单，只需要显示比分和最终胜利的状态，因此选用只显示字符和数字的LCD1602显示屏。
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乒乓游戏机设计
3.7.1 LCD1602简介
乒乓游戏机显示电路设计采用LCD1602显示屏。LCD1602为工业字符型液晶，能够同时显示32个字符。它是专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。由若干个5*7或5*11等点阵字符位组成。每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用。LCD采用标准的16脚接口，其管脚功能如表3.4所示。
表3.4 LCD1602的管脚功能表
管脚 VSS VCC
电源地 接5V电源电极
功能
V0(VEE) 液晶显示器对比度调整端，接正电源对比度最弱，接地电源最高 RS RW
寄存器选择。高电平时选择数据寄存器，低电平时选择指令寄存器 读写信号线。高电平时读取信息，低电平时进行写操作
E(EN) 使能端。高电平时读取信息，负跳变时执行指令 D0～D7 8位双向数据端 BLA BLK
背光正极 背光负极
LCD1602的特性：3.3V或5V工作电压，对比度可调；内含复位电路，提供各种控制命令；有80字节显示数据存储器DDRAM；内建有192个5*7点阵的字型的字符发生器CGROM；8个可由用户自定义的5*7的字符发生器CGRAM；
LCD1602及其引脚图如图3.11所示。
图3.11 LCD1602及其引脚图
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3.7.2 显示电路的设计
此设计中的显示模块采用LCD来显示乒乓游戏机的AB队比分。LCD1602的D4、D5、D6、D7分别与单片机中的P1.5、P1.4、P1.3、P1.2相连，用于数据和地址的传输。LCD1602的RS、RW、E分别与单片机中的P3.4、P3.3、P3.2相连，用于写入控制。其电路设计图如图3.12所示。
图3.12显示电路设计图
3.8 乒乓游戏机总电路的设计
本设计采用Proteus绘制电路设计仿真图，乒乓游戏机的硬件设计包括单片机电路、译码电路、发光二极管电路、按键电路、显示电路等电路的设计。其仿真图如图3.13所示。
图3.13总电路设计图
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