猜数游戏

数字电路

题目：猜数字游戏的设计

设计要求与目的：

1. 猜数字游戏由若干个单刀双掷开关开关，若干个发光二极管。

2. 输入为四位二进制数，用单刀双掷开关来输入。当输入结束后，按确认键进行比较，如果与存储的数字相同则绿灯亮，如果输入比存储值大，则蓝灯亮，如果输入比存储值小，则红灯亮，游戏结束。

器件选择

1. 放置 6 个单刀双掷开关：其中 4 个开关既用来送值给寄存器，又同时完成输值猜数功能；再用一个开关来实现上升沿触发完成送数功能；有一个开关通过上升沿的触发将比较器中的比较结果送到存储器中；

2. 需对正确数字（9）的存储，所以采用基本寄存器（4边沿D触发器74LS175D）对数据 9 进行存储；

3. 要完成存储数与所猜数的比较判断，所以采用4位数值比较器（74LS85）；

4. 分别用三个灯泡（蓝绿黄各一个）来显示输值与存储值得大小关系；

系统分析

用开关Key = 4、3、2、1 分别存储由高到低存储 4 位二进制数。假如设置存储的数值为1001（9），则可能的结果有：

详细设计

该猜数字游戏的设计是利用寄存器存储功能，比较器比较数据，计数器对比较结果进行统计，从而实现猜数字游戏的设计功能。

器件及其功能

74LS175 :

它在确定的时间（IS）内计数器的计数结果（被测信号频率）必须经寄存后才能获得稳定的显示值。寄存器的作用是通过触发脉冲控制，将测得的数据寄存起来，送显示译码器，寄存器为使数据稳定，最好采用边沿触发方式的器件。

在设计中我们采用了74LS175，74LS175是用四个 D 触发器组成的四位寄存器，用以存储 4 位二进制数，在 cp 上升沿到达时 1D~4D 端状态被同时到各个触发器中，形成 1Qn+1~4Qn+1 状态。RD为异步清零控制端。当 RD=0 时，不需要和 cp 同步，就可以完成寄存器 1Q~4Q 清零工作。

功能

1. 清零，CLR =0，异步清零。无论寄存器中原来的内容是什么，只要 CLR = 0，就立即通过异步输入端将 4 个边沿D触发器都复位到0状态。

2. 送数，当 CLR = 1 时 CLK 上升沿送数。无论寄存器中原来存储的数码是什么，在 CLR = 1 时，只要送数控制时钟脉冲 CLK 上升沿到来，加在并行数码端输入的数码 d1~d4 马上就被送入寄存器中，即

74LS85 :

四位数值比较器