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吉林农业大学发展学院 课程设计（说明书）纸
第一章 前言..................................................................................................................................................... 1 1.1 课题研究的背景及意义 ....................................................................................................................... 1 第二章 设计任务与要求 ................................................................................................................................ 2 2.1设计思路 ................................................................................................................................................ 2 2.2任务与要求 ............................................................................................................................................ 2 第三章 EWB512仿真软件的使用说明 ........................................................................................................... 3 3.1 软件的介绍 ........................................................................................................................................... 3 3.2电路的绘制及仿真 ................................................................................................................................ 3 第四章 总体设计方案 .................................................................................................................................... 4 4.1设计思路 ................................................................................................................................................ 4 4.2电路设计原理 ........................................................................................................................................ 4 4.2.1初定方案 ....................................................................................................................................... 6 4.3 设计方案论证 ....................................................................................................................................... 7 4.4实验目的 ................................................................................................................................................ 7 4.5实验器件 ................................................................................................................................................ 7 第五章 单元电路设计与参数计算 ................................................................................................................ 8 5.1整形电路 ................................................................................................................................................ 8 5.2计数电路 ................................................................................................................................................ 9 5.3译码电路： .......................................................................................................................................... 10 5.4胜负显示电路 ....................................................................................................................................... 11 第六章总原理图及元器件清单 .................................................................................................................... 13 6.1总原理图及其使用方法 ...................................................................................................................... 13 6.2元器件清单及各芯片引脚图 .............................................................................................................. 16 6.2.1 74LS121的引脚图 ................................................................................................................... 16 6.2.2 74LS191的引脚图 ................................................................................................................... 17 6.2.3 4线－16线译码器CC4515的引脚图 .................................................................................... 18 6.2.4 74LS160的引脚图 ................................................................................................................... 19 第7章 总结与展望 .................................................................................................................................... 20
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第一章 前言
本课题的主要任务是让拔河游戏机的电瓶指示灯由中点向我方延伸，而阻止其向对方延伸。可以设想用可预置的加/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电平指示灯的显示状态。如当计数器进行加法计数时，发亮的电平指示灯向甲方延伸，相反，进行减法计数时，发亮的电平指示灯向相反方向移动。当移动到一方的终点就就把电路锁定，此时双方按键均无作用，只有裁判员按了复位按键双方才能继续下一盘的比赛，而计数器就记录双方的获胜的次数。
1.1 课题研究的背景及意义
进入二十一世纪的中国进入经济高速发展的时期，能力成为支撑社会发展的必备条件，社会和企业对高素质技能人才的旺盛需求，强有力地拉动了职业教育。职业教育在经历了专业现代化建设，示范专业建设的重要阶段后，专业师资、实习基地都有很大的发展。但长期以来，由于课程内容理论化，学习方式课堂化，制约了学生的能力培养。要培养符合社会需求的技能人才，课程改革是新时期下要重点突破的关键所在，而课改的实质是课程，建立以能力为本位、以工作实践为主线、以项目课程为主体的模块化课程是课改的重中之重，探索电子电工的项目课程开发对当前职业学校中电子电工的教学有着重要的意义。
传统课程的三段式基本框架是文化课、专业基础课、专业实践课，其特点是重理论、轻实践，重系统、轻联系，课程结构以学科体系来建立。在电工电子的教学中表现出理论与实践的严重割裂，课堂教学抽象深奥，逻辑性更强，专业实践的教学时理论遗忘， 专业技能的提高受到制约，综合能力得不到应有发展。通过本课题的研究，开发和实施项目课程从学生知识与技能的认知规律出发，从工作的实际需求出发，从学生的实际出发，使学生遵循工作任务的一般规律来习得知识与技能，改变电子电工专业学生的学习方式和行为、培养学习兴趣增强信心、所学能至用等方面均具有现实意义，以帮助学生形成工作者角色，培养综合的职业技能，最终形成社会人的基本品格。
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第二章 设计任务与要求
2.1设计思路
给定实验设备和主要元器件按照电路设计的各部分组成一个完整的拔河游戏机。 1、拔河游戏机共有15个发光二级管，开机后只有中间一个灭，两侧等全亮，以此作为拔河的中心线，游戏双方各持一个按键，迅速地，不断地按动以产生脉冲，谁按的快，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发亮，这一方就得胜，此时双方按键均无作用，输出保持，只有经复位后才使灭灯恢复到中心线。
2、用七段数码管显示胜者取胜的盘数。
2.2任务与要求
设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。
1、电路使用15个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间的发光二极管亮。
比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，每按一次，发光二极管移动一位。
2、亮的发光二极管移到任一方的终点时，该方就获胜，此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当栽判按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮。 用七段数码管显示双方的获胜盘数。 3、根据设计要求合理选择方案。
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第三章 EWB512仿真软件的使用说明
3.1 软件的介绍
EWB软件，全称为ELECTRONICS WORKBENCH EDA，是交互图像技术有限公司在九十年代初推出的EDA软件，用于模拟电路和数字电路的混合仿真，利用它可以直接从屏幕上看到各种电路的输出波形。EWB是一款小巧，但是仿真功能十分强大的软件。 EWB软件由INTERACTIVE IMAGE TECHNOLOGIES Ltd（交互图像技术有限公司）推出，近几年开始在国内使用。现在普遍使用的是在WIN95环境下工作的EWB5.0（在国内曾见过6.0的演示版，注：EWB5.0也可以在WINDOWS3.1环境下使用，但需安装WING32工具）。目前加拿大EWB （Electrical Workbench）已经被美国国家仪器（NI）有限公司收购。
加拿大EWB （Electrical Workbench）：
EWB4.0 EWB5.0 EWB6.0 Multisim2001 Multisim 7 Multisim 8美国国家仪器（NI）有限公司：
Multisim 9 Multisim 10 Multisim 11
目前在各高校教学中普遍使用Multisim10.0，网上最为普遍的是Multisim 10.0，NI于2007年08月26日发行NI系列电子电路设计软件，NI Multisim v 10作为其中一个组成部分包含于其中。
3.2电路的绘制及仿真
EDA就是“Electronic Design Automation”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。美国NI公司（美国国家仪器公司）的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。而且Multisim 9计算机仿真与虚拟仪器技术（LABVIEW 8）（也是美国NI公司的）可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。学员可以很好地、很方便地把刚刚学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真正的做到了变被动学习为主动学习。这些在教学活动中已经得到了很好的体现。还有很重要的一点就是：计算机仿真与虚拟仪器对教员的教学也是一个很好的提高和促进。
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第四章 总体设计方案
4.1设计思路
总体设计如下：
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“高电平”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“低电平”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。
4.2电路设计原理
拔河游戏机用15个电平指示灯排列成一行，开机后只有中间一个熄灭，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，只有经复位后才使熄灭灯恢复到中心线。最后，显示器显示胜者的盘数。
复位甲方队员乙方队员脉冲产生器可逆计数器译码器甲方赢的盘数控制器数码管显示电路乙方赢的盘数
图3.2-1 电子拔河游戏机原理框图
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