拔河游戏机的逻辑电路设计和实现
1、题目要求
- 游戏分为甲方和乙方，用按键速度来模拟双方力量以点亮的发光二极管的左右移动来显示双方的比赛状况
- 用15个（或9个）发光二极管组成一排，比赛开始时，中间二极管点亮。以此为拔河的中心点，甲乙双方各持一键，比赛开始后，各自迅速不断地按动按键，以此产生脉冲，谁按得快，亮点就向该方移动（甲为左），当任何一方的终端点亮时，该方胜利，此时，二级管的状态保持，双方按键无效，复位后亮点移至中间，开始下轮比赛
2、主要内容
2.1 设计特点
本设计主要特点就是，首先就是设计十五个灯接在4514二-十进制译码器上面，最开始的时候只有最中间的灯亮，然后拔河的双方通过按下开关，谁按下的快，灯泡就会向那一方指示灯终点的地方移动，直到到达任意一方的终点之后，按下开关灯泡再也不会移动，同时对应方的计数板上面的数字加1。最后由裁判按下复位键，才重新开始新一轮的比赛
2.2 框图
2.3 系统原理图
3、电路工作原理
1、74LS193双时钟4位二进制可逆计数器，清零方式异步高电平有效，预制数异步且低电平有效。最开始计数器输出0000然后经过译码器之后使得最中间的灯泡亮。当按下SW1和SW2时产生两个不同的脉冲，SW1产生的脉冲接在UP（加法计数）当在时钟的上升沿时输出Q3-Q0加1计数，SW2产生的脉冲接在DN（减法计数）当在时钟的上升沿时输出Q3-Q0减1计数。
2.将Q3-Q1端 和D3-D0端接在cc4514二-十进制译码器的对应的输入端，便可将二进制编码对应的输出为十进制编码。然后使得对应的灯泡亮。当灯泡到达任意一方的终点时，将这个脉冲作为CD4518的时钟。并且相对应的数字加1
4、各部分电路的设计
1 整形电路
由与门和非门共同组成，SW1产生的脉冲接在UP（加法计数）当在时钟的上升沿时输出Q3-Q0加1计数，SW2产生的脉冲接在DN（减法计数）当在时钟的上升沿时输出Q3-Q0减1计数。如果直接将SW1和SW2直接接到UP端和DN端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。所以使用整形电路可以使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。
2 编码电路设计
74LS193双时钟4位二进制可逆计数器，清零方式异步高电平有效，预制数异步且低电平有效。当UP端是时钟上升沿的时候Q3-Q0加1计数，当DN端是时钟上升沿的时候Q3-Q0减1计数。将清零端接到单刀双掷开关上，来进行手动清零，然后将预置数端是连接到译码器的电灯的终点，以至于当电灯达到终点的时候就不会在移动。
3 译码器部分
将Q3-Q1端 和D3-D0端接在cc4514二-十进制译码器的对应的输入端，便可将二进制编码对应的输出为十进制编码。然后使得对应的灯泡亮。当灯泡到达任意一方的终点时，将这个脉冲经过或门和非门后，作为74LS193的时钟。首先输入的是0000，经过连线的处理之后便使得中间的灯亮，然后经过译码器的加和减使得不同的灯亮，来达到游戏中拔河的效果。
4 反馈电路部分
是将译码器的Q9输出端和Q7输出端分别作为双方的终点，并且将这个脉冲经过或门在经过非门之后作为74LS193的预置数端，可以使得在Q9或者Q7输出时，无论SW1和SW2按下多少次，电灯都不再改变。
5 数字显示部分 CD4518是十进制同步加法计数器， CD4518是采用并行进位，只要输入一个时钟脉冲，就可以是输出加1.然后就是将数字显示出来。有两个CD4518分别代表拔河双方，时钟分别接在Q9和Q7上面。然后输出端时接在7SEG-BCD上面，显示出0-9.然后用一个单刀双掷开关控制清零端。