（1）、用11個開關(guān)信號模擬器環(huán)數(shù)取樣信號，分別表示(1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)環(huán)其中0表示沒射中，每次射擊完畢后立刻顯示環(huán)數(shù)

（2）、每個人可以射擊5次，5次后射擊次數(shù)自動清零，表示此人不能再射擊。

（3）、自動統(tǒng)計累計環(huán)數(shù)并顯示。

（4）、自動統(tǒng)計中靶次數(shù)并顯示。

二、方案設(shè)計與論證

    射擊自動報靶器包括編碼器，譯碼器，加法器，計數(shù)器，寄存器，門電路等一些基本元件組成。

2.1電路的原理框

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2018-9-16 00:08 上傳

2.2方案：

（1）選用十一個開關(guān)，分別代表打靶成績：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10環(huán)，其中10環(huán)用A表示。

（2）選用74LS148優(yōu)先編碼器，將兩個編碼器、非門和與非門連成16-4線優(yōu)先編碼器，對十一個模擬信號進行編碼。

（3）計數(shù)器電路為射擊次數(shù)計數(shù)先74LS161計數(shù)器，射擊次數(shù)部分用反饋置零法接成5進制計數(shù)器，并用十一個開關(guān)模擬信號用組合邏輯電路連成CP脈沖，當?shù)谖宕紊鋼敉瓿闪⒓辞辶恪?/p>

（4）用3個74LS283全加器連接成加法器電路，實現(xiàn)對五射擊靶數(shù)的累加。

（5）用2片74LS194四位寄存器，對加法電路的每次輸出結(jié)果進行寄存。

選用譯碼器對單次靶數(shù)、射擊次數(shù)、中靶總數(shù)成績進行顯示。

（6）用譯碼器對單次靶數(shù)、射擊次數(shù)、中靶總此數(shù)成績進行顯示。

三、單元電路設(shè)計與參數(shù)計算

3.1開關(guān)模擬環(huán)數(shù)取樣信號電路設(shè)計：

圖2開關(guān)

   該單元利用開關(guān)來模擬數(shù)字電路中的高電平與低電平，高電平用二進制數(shù)1表示，低電平用二進制數(shù)0表示。因此用十一個開關(guān)來模擬高低電平，并送入芯片74LS148優(yōu)先編碼器進行編碼。從而達到了模擬打靶環(huán)數(shù)的目的。

3.2優(yōu)先編碼器單元電路的設(shè)計：

圖3優(yōu)先編碼器單元電路

該單元電路用到兩片74LS148優(yōu)先編碼器，將第一片的EO’接第二片的EI’端，則只有當?shù)谝黄瑳]有編碼輸入時，第二片才能工作，這樣就把兩片74LS148進行了優(yōu)先權(quán)排隊，第一片的優(yōu)先權(quán)高于第二片。由于每片74LS148本身已經(jīng)對它的8個輸入端按優(yōu)先權(quán)高、低進行了排隊，所以就形成了16-4優(yōu)先編碼器。輸出最高位則由第一片的GS’產(chǎn)生。

3.3計數(shù)器和CP脈沖單元設(shè)計：

圖4計數(shù)器和CP脈沖單元電路

射擊次數(shù)計數(shù)部分的CP脈沖是由十一個開關(guān)模擬信號通過組合邏輯電路連接而成的，這個CP脈沖同時也是一個74LS161寄存器的CP脈沖。將計數(shù)器用反饋置零法連接成5進制計數(shù)器，其他沒有引腳接相應(yīng)的高低電平。這樣射擊次數(shù)的功能就能實現(xiàn)了。

3.4加法器單元設(shè)計：

圖5加法器單元設(shè)計電路

  加法器電路是由三個74LS283全加器組成的一個十進制的四位串行進位加法器電路，其輸入為由寄存器寄存的當前射擊環(huán)數(shù)總分和當前單次射擊得分。又因為該全加器為十六進制，于是對其輸出進行判斷：數(shù)值小于9的，在第三個全加器上加0保持數(shù)值不變輸出到數(shù)碼管。否則進行加6的運算得到十進制的效果后再輸出。這樣就實現(xiàn)了對射擊環(huán)數(shù)的累加。寄存器部分則用了兩個74LS194對加法器的每次結(jié)果進行寄存，在CP脈沖的每個上升沿寄存器的每人更新一次。

  此組合邏輯電路是為了實現(xiàn)二進制數(shù)到八位8421BCD碼的轉(zhuǎn)換而設(shè)計的。從而可以實現(xiàn)用兩個譯碼器來顯示總成績。

四、總電路工作原理及元器件清單

4.1總原理圖：

圖6總原理圖

4.2電路完整工作過程描述：

      打開仿真，電路開始工作后，由開關(guān)控制輸出模擬的環(huán)數(shù)取樣信號，每次打開一個開關(guān)，輸出一組二進制代碼和一個由處理產(chǎn)生的CP脈沖。這組代碼經(jīng)過16-4線優(yōu)先編碼器進行編碼輸出，然后在譯碼器上顯示出這次射擊環(huán)數(shù)，這就是單次射擊的環(huán)數(shù)。由開關(guān)模擬的環(huán)數(shù)取樣信號處理而形成的CP信號則直接對統(tǒng)計射擊次數(shù)的計數(shù)器起作用，同樣也是每個下降沿來計數(shù)加一。這個CP信號還通過與兩個74LS194寄存器的CLK相連，從而控制寄存器內(nèi)容的更新，每一個上升沿更新一次。

     優(yōu)先編碼器產(chǎn)生的四位二進制代碼將輸入到寄存器中，再有寄存器輸出到加法器進行相加，相加后的結(jié)果再進行是否大于9的監(jiān)測，小于就保持不變輸出，大于則進行加6運算再輸出，輸出結(jié)果顯示在數(shù)碼管上。

4.3元件清單：

  圖七 元件清單

五、仿真調(diào)試與分析

  圖八 仿真效果

用十一個按鍵模擬打靶信號，由上到下為0-10環(huán)。模擬射擊得到不同的環(huán)數(shù)，再由數(shù)碼管顯示打靶情況：

   1、紅色數(shù)碼管顯示打靶次數(shù)。由設(shè)置好的五進制計數(shù)器獲得脈沖改變輸出得到射擊次數(shù)。

•        綠色數(shù)碼管顯示當次打靶環(huán)數(shù)。按下模擬開關(guān)后由兩片編碼器接收信號，
  

同時輸出到綠色數(shù)碼管，顯示出當次靶數(shù)。

•        藍色數(shù)碼管顯示當前打靶總環(huán)數(shù)。加法器接收一片寄存器暫存的當次靶
  

數(shù)和當前總靶環(huán)數(shù)進行加法運算后輸出寄存器暫存和輸出到藍色數(shù)碼管顯示總靶數(shù)。

通過這次的課程設(shè)計我們學(xué)到許多的東西。我們發(fā)現(xiàn)想法和現(xiàn)實其實是有很多不一樣的，只有真正去試驗過才會知道其中的不同，會發(fā)現(xiàn)原來很多靠想象靠計算很難計算得到的地方。

在第一次試驗的時候，我們直接把得到的數(shù)據(jù)輸入加法器進行運算后再寄存，按照思路這原本是沒問題的，結(jié)果卻因為寄存器錯開了接收脈沖的時間導(dǎo)致無法暫存數(shù)據(jù)進而無法進行正常的數(shù)據(jù)累加。后來修改好這個問題后又發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管在計算總分時無法正常進位，于是只能不停地重復(fù)試驗，一點一點地檢查每一個輸出和輸入，終于發(fā)現(xiàn)了是因為所用的加法器是十六進制的，又不停地查閱課本終于修改好電路達到了顯示十進制的效果。

這整個過程無疑是艱辛的，但也正因為一次次的試驗，才使得我們更加鞏固了書本的知識，學(xué)到了新的學(xué)問并且提高了動手的能力，明白了實踐的可貴！

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