數(shù)電課程設(shè)計(jì)--八路搶答器

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)名稱： 脈沖數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) </p><p>　　課程設(shè)計(jì)題目： 八路搶答器 </p><p>　　學(xué) 院 名 稱： 信息工程學(xué)院

2、 </p><p>　　數(shù)字電路 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　20 12 －20 13 學(xué)年 第 1學(xué)期　第 6 周－ 7 周 </p><p>　　注：1、此表一組一表二份，課程設(shè)計(jì)小組組長一份；任課教師授課時(shí)自帶一份備查。</p><p>　　2、課程設(shè)計(jì)結(jié)束后與“課程設(shè)計(jì)小結(jié)”、“學(xué)生成績單”一并交院教

3、務(wù)存檔</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在市場(chǎng)上可能有很多的八路數(shù)顯智力競(jìng)賽搶答器，但是本設(shè)計(jì)從最基本的原理出發(fā)，結(jié)合數(shù)字電路知識(shí)設(shè)計(jì)出的只是利用到了最基本的復(fù)位方式。本設(shè)計(jì)介紹了數(shù)碼顯示八路搶答器的組成、設(shè)計(jì)及功能，電路采用74系列常用集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。該搶答器除具有最基本的搶答功能外，還具有定時(shí)、計(jì)時(shí)和報(bào)警功能。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)

4、預(yù)設(shè)供搶答的時(shí)間，系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答，則計(jì)時(shí)將自動(dòng)停止；若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無人搶答，則系統(tǒng)將報(bào)警，提示本輪搶答無效。若超過搶答時(shí)間，也無效。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中搶答器主要運(yùn)用到了編碼器，譯碼器和鎖存器；它采用74ls148來實(shí)現(xiàn)搶答器的選號(hào)，采用74ls373來實(shí)現(xiàn)對(duì)號(hào)碼的鎖存。采用74ls192實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)，采用555芯片產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)來實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能。由555定時(shí)器

5、和三極管構(gòu)成報(bào)警電路。</p><p>　　通過此課程設(shè)計(jì)提高和鞏固了專業(yè)知識(shí)，以及知識(shí)的綜合應(yīng)用和焊接技術(shù)。增強(qiáng)了所學(xué)專業(yè)的興趣。</p><p>　　關(guān)鍵詞：搶答器 編碼 譯碼 定時(shí) 報(bào)警</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　前言…………………………………………………………………..

6、…5</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求……………………………………..6</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求………………………………………………….…6</p><p>　　1.1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?</p><p>　　1.1.2設(shè)計(jì)要求…………………………………………………………

7、6</p><p>　　第二章 系統(tǒng)組成及工作原理………………………………………...…7</p><p>　　2.1 系統(tǒng)組成………………………………………………………7</p><p>　　2.2 工作原理…………………………………………………….7</p><p>　　第三章 模塊電路設(shè)計(jì)及其工作原理……………………………………

8、…8</p><p>　　3.1 搶答電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………..…8</p><p>　　3.2報(bào)警電路設(shè)計(jì)…………………………………………………..…12</p><p>　　3.3定時(shí)電路設(shè)計(jì)………………………………………………13</p><p>　　3.4時(shí)序電路的設(shè)計(jì)………………………………………………14

9、</p><p>　　第四章 實(shí)驗(yàn)仿真及測(cè)試結(jié)果分析………………………………15</p><p>　　4.1搶答電路仿真…………………………………………………………15</p><p>　　4.2倒計(jì)時(shí)電路仿真…………………………………………………..…..16</p><p>　　第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析………………………………………………

10、…..17</p><p>　　5.1實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題及解決方法…………………………………..…...17</p><p>　　5.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果…………………………………………………..…...18</p><p>　　第六章實(shí)驗(yàn)總結(jié)…………………………………………………..19</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………

11、…………………20</p><p>　　附錄1……………………………………………………………………21</p><p>　　附錄2……………………………………………………………………22</p><p>　　附錄3……………………………………………………………………23</p><p><b>　　前言</b></

12、p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》是一門發(fā)展迅速、實(shí)踐性和應(yīng)用性很強(qiáng)的電子技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程。為了適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛躍發(fā)展的需要，更好的培養(yǎng)21世紀(jì)應(yīng)用型電子技術(shù)人才，需要在加強(qiáng)學(xué)生基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的同時(shí)，還要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。進(jìn)入21世紀(jì)越來越多的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的日常生活中，例如學(xué)校和電視臺(tái)等單位常舉辦各種智力競(jìng)賽，搶答計(jì)分器是必備。過去舉行的各種競(jìng)賽我們常看到有搶答的環(huán)節(jié)，舉辦方多采用讓選手通過舉答題板的方式判

13、斷選手的答題權(quán)。這在某種程度上會(huì)因?yàn)橹鞒秩说闹饔^臆斷造成比賽的不公平性。因此搶答器逐漸出現(xiàn)在人們的視野中。這些準(zhǔn)確的儀器是的我們的比賽更加精彩紛呈。</p><p>　　如今隨著科技的不斷進(jìn)步，搶答器的制作也更加追求精益求精。人們擺脫了耗費(fèi)很多元件僅來實(shí)現(xiàn)指示燈和一些電路來實(shí)現(xiàn)簡單的搶答功能，使第一個(gè)搶答的參賽者的編號(hào)能通過指示燈顯示出來，避免不合理的現(xiàn)象發(fā)生。但這種電路不易擴(kuò)展，并且當(dāng)有更高要求時(shí)無法實(shí)現(xiàn)。隨著

14、數(shù)字電路的發(fā)展，數(shù)字搶答器出現(xiàn)了，它易于擴(kuò)展，可靠性好，集成度高，況且費(fèi)用低，功能多樣化。而如今市場(chǎng)上銷售的搶答器多采用可編程邏輯元器件，或利用單片機(jī)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要利用74ls系列集成芯片和555芯片。通過各功能模塊的設(shè)計(jì)，最后整合實(shí)現(xiàn)八路搶答器的設(shè)計(jì)。</p><p>　　第一章 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p&

15、gt;<p>　　通過八路數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使我們回顧所學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，掌握組合電路、時(shí)序電路、編程器件和任意集成電路的綜合使用及設(shè)計(jì)方法，熟悉掌握優(yōu)先編碼器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、單脈沖觸發(fā)器、555電路、譯碼/驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用方法，熟悉掌握時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法。達(dá)到數(shù)字實(shí)驗(yàn)大綱所要求掌握的基本內(nèi)容。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)要求</b><

16、/p><p>　　〖基本要求〗利用數(shù)字電路設(shè)計(jì)一八路搶答器，要求：</p><p>　　1) 允許八路參加，并具有鎖定功能，用LED實(shí)現(xiàn)最先搶答的隊(duì)號(hào)碼，系統(tǒng)設(shè)置外部清除鍵，按動(dòng)清除鍵，LED顯示器自動(dòng)清零滅燈。</p><p>　　2)數(shù)字顯示功能：數(shù)字搶答器定時(shí)為30S，啟動(dòng)開啟鍵以后要求Ⅰ)定時(shí)開始；Ⅱ)揚(yáng)聲器要短暫報(bào)警；Ⅲ)發(fā)光二極管亮燈；如果在30S內(nèi)搶答有效

17、,計(jì)時(shí)結(jié)束，30S內(nèi)搶答無效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，發(fā)光二極管燈滅</p><p>　　〖提高要求〗1)按鈕到控制中心距離為20M</p><p>　　2）計(jì)分顯示，可以進(jìn)行加／減分</p><p><b>　　〖參考原理框圖〗</b></p><p>　　〖主要參考元器〗74LS148，74LS48，74LS279</p

18、><p>　　第二章 系統(tǒng)組成及工作原理</p><p>　　2.1.系統(tǒng)的組成框圖</p><p>　　圖2-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.2 系統(tǒng)的工作原理：</p><p>　　定時(shí)搶答器包括主體電路和擴(kuò)展電路兩部分。其中主體電路完成最基本的搶答功能，即主持人按下控制開關(guān)后，在選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，數(shù)碼管顯示

19、選手編號(hào)，同時(shí)封鎖輸入電路，其他選手搶答無效。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能以及報(bào)警功能。圖所示電路的工作過程是：接通電源后，主持人將控制開關(guān)置于清除處，此時(shí)搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，選手不能進(jìn)行搶答，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的時(shí)間（30s），在主持人將開關(guān)置于“開始”處，揚(yáng)聲器短暫報(bào)警，此時(shí)搶答器處于工作狀態(tài)，同時(shí)定時(shí)器開始倒計(jì)時(shí)，如果選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答按鈕，電路會(huì)完成以下功能：</p><p>　　優(yōu)先編碼電路判斷搶答

20、者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，最后通過譯碼顯示電路在數(shù)碼管上顯示搶答者的編號(hào)；</p><p>　　控制電路會(huì)對(duì)其它輸入編碼進(jìn)行封鎖，禁止其它選手搶答；</p><p>　　揚(yáng)聲器發(fā)出短暫報(bào)警；</p><p>　　控制電路使定時(shí)器停止工作，數(shù)碼管上顯示剩余的搶答時(shí)間，當(dāng)選手回答完后，主持人操作開關(guān)進(jìn)行系統(tǒng)清零，使系統(tǒng)回到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。如果定時(shí)時(shí)

21、間到了，卻沒有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)會(huì)短暫報(bào)警并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。</p><p>　　第三章 模塊電路設(shè)計(jì)及工作原理</p><p>　　3.1 搶答電路設(shè)計(jì)</p><p>　　這部分電路主要功能是實(shí)現(xiàn)8路選手搶答并進(jìn)行鎖存，同時(shí)有相應(yīng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮以及數(shù)碼顯示。</p><p>　　采用鎖存器74ls373和優(yōu)先編碼器74ls

22、148（在本設(shè)計(jì)中用74ls147代替）來共同完成。該電路主要完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)（該顯示電路采用7段數(shù)碼管）；二是禁止其它選手按鍵，使其它按鍵失效。工作過程具體如下：開關(guān)S置于清除端時(shí)，RS觸發(fā)器的R,S端均為零，4個(gè)觸發(fā)器輸出置0，使74ls148的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端等于0，使之處于工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將搶答鍵按下時(shí)（如按下S6），74ls148的輸出Y2Y1Y0=0

23、10，YEX=0，經(jīng)過RS鎖存后，CTR=1，BI=1，此時(shí)74ls373處于工作狀態(tài)4Q3Q2Q=110，經(jīng)過74ls148譯碼后，顯示器顯示出“6”。此外CTR=1，使74ls148的ST端為高電平。74ls148處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其他按鍵的輸入。當(dāng)按下的鍵松開后，74ls148的YEX為高電平，但由于CTR維持高電平不變，所以74ls148仍處于禁止工作狀態(tài)，其它按鍵的輸入仍不會(huì)被接受。這就保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的

24、準(zhǔn)確性。當(dāng)優(yōu)先搶答者回答完問題后，主持人操作控制開關(guān)S，使搶答電路復(fù)位，以便</p><p><b>　　其原理圖如下</b></p><p>　　圖 3-11 搶答單元電路圖</p><p><b>　　關(guān)于RS觸發(fā)器：</b></p><p>　　保持狀態(tài)。當(dāng)輸入端接入S非=R非=1的電平時(shí)，如

25、果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)Q=1，Q 非=0，則觸發(fā)器次態(tài)Q=1，Q非=0；若基本RS觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)Q=0，Q非=1，則觸發(fā)器的次態(tài)Q=0，Q非=1。即S非=R非=1時(shí)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。</p><p>　　置1狀態(tài)。當(dāng)S非=1，R非=0時(shí)，如果基本RS觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)為Q=0,Q非=1，會(huì)使Q=0，Q非=1。只要輸入信號(hào)S非=1，R非=0，無論基本RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)如何，均會(huì)使</p><p&g

26、t;　　輸出態(tài)置0態(tài)。如果基本RS觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)為Q=1，Q非=0，因R非=0，會(huì)使Q非=1，而Q非=1與S非=1的共同作用使Q端翻轉(zhuǎn)為0.</p><p>　　.當(dāng)R端無效(1)，S端有效時(shí)(0)，則Q=1,Q非=0,觸發(fā)器置1。</p><p>　　4. 當(dāng)RS端均有效時(shí)，觸發(fā)器狀態(tài)不確定</p><p>　　在此條件下，兩個(gè)與非門的輸出端Q和Q全為1，在兩個(gè)輸

27、入信號(hào)都同時(shí)撤去（回到1）后，由于兩個(gè)與非門的延遲時(shí)間無法確定，觸發(fā)器的狀態(tài)不能確定是1還是0,因此稱這種情況為不定狀態(tài)，這種情況應(yīng)當(dāng)避免。從另外一個(gè)角度來說，正因?yàn)镽端和S端完成置0、置1都是低電平有效，所以二者不能同時(shí)為0。</p><p>　　基本RS觸發(fā)器的邏輯圖、邏輯符號(hào)和波形圖如圖3-12所示</p><p><b>　　（b）</b></p>

28、<p><b>　　（c）</b></p><p>　　圖3-12 基本RS觸發(fā)器</p><p>　　74ls148 真值表</p><p>　　H－高電平 L－低電平 X－任意</p><p>　　74LS148 為 8 線－3 線優(yōu)先編碼器，共有 54/74148 和 54/74LS148 兩種線路

29、結(jié)構(gòu)型式， 將 8 條數(shù)據(jù)線（0－7）進(jìn)行 3 線(4-2-1)二進(jìn)制（八進(jìn)制）優(yōu)先編碼，即對(duì)最高位數(shù)據(jù)線進(jìn)行譯碼。 利用選通端（EI）和輸出選通端（EO）</p><p><b>　　?？蛇M(jìn)行八進(jìn)制擴(kuò)展</b></p><p>　　74ls148的輸入端和輸出端低電平有效。</p><p>　　顯示譯碼器由譯碼輸出和顯示器配合使用，最常用的是

30、BCD七段譯碼器。其輸出是驅(qū)動(dòng)七段字形的七個(gè)信號(hào)。本設(shè)計(jì)采用的是共陰式數(shù)碼管。</p><p>　　二進(jìn)制譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼的各種狀態(tài)按照特定含義翻譯成對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)的電路。也稱為變量譯碼器。如輸入端有n位，代碼組合就有2^n個(gè)，當(dāng)然可譯出2^n個(gè)輸出信號(hào).。</p><p>　　以下是譯碼顯示電路。</p><p>　　圖 3-13 譯碼顯示電路</

31、p><p>　　3.2 定時(shí)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　該部分主要由555定時(shí)秒脈沖產(chǎn)生電路、十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74ls192減法計(jì)數(shù)電路、74ls48譯碼電路和兩個(gè)七段數(shù)碼管相關(guān)電路組成。</p><p>　　74ls48的7.6.2.1引腳接受來自74ls192的輸出信號(hào)并把它譯碼顯示在數(shù)碼管上。而74ls192的9.10.1.15這些引腳完成時(shí)間設(shè)定的功能。

32、本次設(shè)計(jì)所要求的定時(shí)時(shí)間為30s，因此把上面芯片的1.15腳接高電平，其余的接低電平，從而使初始時(shí)間設(shè)定為30s。555芯片起到了產(chǎn)生秒脈沖的作用。大概其工作過程是這樣的：未搶答時(shí)，74ls192的置數(shù)端為低電平，處于初始狀態(tài)。數(shù)碼管上顯示為30.5腳接高電平。主持人按動(dòng)搶答開關(guān)后，秒脈沖推動(dòng)右邊的芯片開始倒計(jì)時(shí)，同時(shí)下邊的芯片產(chǎn)生的信號(hào)作為上邊芯片的CP信號(hào)推動(dòng)上邊芯片倒計(jì)時(shí)，從而完成十進(jìn)制的倒計(jì)時(shí)功能。當(dāng)計(jì)數(shù)完30s后，上邊的芯片產(chǎn)

33、生的定時(shí)到信號(hào)輸出為低電平，也屏蔽了秒信號(hào)，使數(shù)碼管顯示為00。當(dāng)有人搶答后1Q的輸出為1，經(jīng)過非門后變?yōu)?，通過與門屏蔽了秒信號(hào)，此時(shí)停止計(jì)時(shí)，也就完成了顯示搶答時(shí)間的功能。</p><p>　　兩塊74ls192實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過譯碼電路74ls48顯示到數(shù)碼管上，其時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供，74ls192的預(yù)置數(shù)控制端實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)30s，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。按鍵彈起后，計(jì)數(shù)器開始減法計(jì)數(shù)工作，

34、并將時(shí)間顯示在共陰七段數(shù)碼管上。當(dāng)有人搶答時(shí)，停止計(jì)數(shù)并顯示此時(shí)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間。</p><p>　　圖3-2 定時(shí)電路原理圖</p><p>　　3.3 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　該部分電路主要由555定時(shí)器和三極管相關(guān)電路構(gòu)成。如圖3-3 所示</p><p>　　圖 3-3 報(bào)警電路原理圖</p><p>

35、;　　注意：本設(shè)計(jì)實(shí)際仿真中用發(fā)光二極管代替了蜂鳴器。</p><p>　　其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo=1.43/[(R1+2R2)C]，其輸出信號(hào)經(jīng)過三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。</p><p>　　多諧振蕩器的參數(shù)設(shè)計(jì)可根據(jù)多諧振蕩器的周期公式得來，設(shè)計(jì)的脈沖寬度為1s，然后根據(jù)元器件的現(xiàn)實(shí)可得的參數(shù)，設(shè)計(jì)的參數(shù)為R1

36、=51K,R2=20K,C1=10uF，C2=0.1uF，設(shè)計(jì)得出的時(shí)間大約為0.87s。而主持人控制的開關(guān)上面接的電阻為10k，并且10k電阻上接5v電壓，所以開關(guān)閉合時(shí)通過開關(guān)的電流為0.5mA，電阻在此就是起到限流的作用。</p><p>　　控制輸入信號(hào)為經(jīng)過編碼的搶答選手的信號(hào)，當(dāng)有人在有效時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，定時(shí)時(shí)間到時(shí)無人搶答時(shí)，輸入信號(hào)為高電平，報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)；反之，輸入信號(hào)為低電平時(shí)，報(bào)警器不工

37、作?？梢园l(fā)現(xiàn)將連接好的555定時(shí)器的輸出端接到示波器上，會(huì)呈現(xiàn)出一方波。</p><p>　　3.4 時(shí)序電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　可以毫不夸張的說，時(shí)序電路是整個(gè)搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。</p><p>　　它要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：</p><p>　　當(dāng)主持人啟動(dòng)控制開關(guān)時(shí)，揚(yáng)聲器短暫報(bào)警，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。<

38、;/p><p>　　當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。</p><p>　　在設(shè)定的搶答時(shí)間到時(shí)，還沒人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器短暫報(bào)警，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作，發(fā)光二極管燈滅。</p><p>　　按照以上要求及圖3.11和3.22，我所設(shè)計(jì)的時(shí)序控制電路如圖 所示</p><p>　　圖3-4(A) 搶答與定時(shí)電路的時(shí)序控

39、制電路</p><p>　　圖 3-4（B）報(bào)警電路的時(shí)序控制電路</p><p>　　圖中門G1的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP的放行和禁止，門G2的作用是控制74ls148的輸入使能端ST。圖3-4 （a）的工作原理是：主持人控制開關(guān)從清零位置撥到開始位置，圖3- 11的74ls373的輸出CTR=0，經(jīng)G3反相，A=1，則從555輸出端來的時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74ls192的CP0時(shí)鐘輸入端

40、，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)。在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，來自于圖 3-2中的74ls192的借位輸出端BO2=1，門G2的輸出ST=0，使74ls148處于正常工作狀態(tài)，從而達(dá)到功能1的要求；當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，CTR=1，經(jīng)G3反相，A=0，封鎖CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持狀態(tài)，門G2的ST=1,7ls148處于禁止工作狀態(tài)，從而達(dá)到2的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，來自于圖 3- 2的74ls192的借位輸出端BO2=0，門G2的輸出ST=1,74

41、ls148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答,門G1同時(shí)處于關(guān)門狀態(tài),封鎖CP信號(hào),使定時(shí)電路為00狀態(tài),從而達(dá)到3的要求,</p><p>　　實(shí)驗(yàn)仿真及測(cè)試結(jié)果分析</p><p>　　4.1 搶答單元電路仿真</p><p>　　圖 4-1 搶答單元電路仿真圖</p><p>　　分析：將清零開關(guān)按下后，可以看到數(shù)碼管清零無顯示，此時(shí)開

42、始工作，各位選手可以搶答，各位選手的編號(hào)分別是0~7，如圖 所示，當(dāng)?shù)谒膫€(gè)選手按下開關(guān)時(shí)，數(shù)碼管上顯示4，同時(shí)發(fā)光二極管燈亮。其他選手的按鍵此時(shí)無效。</p><p>　　4.2 倒計(jì)時(shí)電路仿真</p><p>　　此時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)預(yù)置端進(jìn)行置數(shù)。在74ls192，將個(gè)位對(duì)應(yīng)的9、10、1、15分別置為0000，而第二個(gè)74ls192的那幾個(gè)端口分別置為0011，通過主持人的開關(guān)控制預(yù)置數(shù)，

43、屏幕顯示為30，如圖 所示，啟動(dòng)仿真按鈕，按下控制開關(guān)</p><p>　　看到數(shù)碼管從30逐漸遞減。</p><p><b>　　t</b></p><p>　　圖 4-2 倒計(jì)時(shí)電路仿真圖</p><p>　　第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析</p><p>　　5.1 實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題及解決方法

44、</p><p><b>　　1.焊接</b></p><p>　　由于是第一次焊接這種比較大的電路，所以我們組負(fù)責(zé)焊接的同學(xué)在焊接中多多少少出現(xiàn)了一些問題： 1、在焊接完搶答電路時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)我們的電路完全不能正常工作，當(dāng)按下一個(gè)開關(guān)，數(shù)碼顯示管總是顯示不正確，于是我們通過數(shù)字萬用表一根根線檢測(cè)，最后發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤出在一條不起眼的線上，這條線本不應(yīng)該接Vcc的，但是在焊接

45、過程中因?yàn)椴恍⌒?，?dǎo)致它與一條接Vcc的線藕斷絲連地連在了一起。 2、電容正負(fù)極接反。在焊接完秒脈沖電路時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)我們的秒脈沖電路輸出的數(shù)據(jù)總是為1，導(dǎo)致用來檢測(cè)該電路是否正確的發(fā)光二級(jí)管總是亮著的，最終導(dǎo)致這個(gè)發(fā)光二極管燒壞，我們經(jīng)過檢查電路，發(fā)現(xiàn)原因就是一個(gè)電容的正負(fù)級(jí)焊接反了。 </p><p><b>　　2. 仿真</b></p><p>　　在硬件測(cè)試搶

46、答電路時(shí)，我們把自鎖開關(guān)誤當(dāng)做自鎖開關(guān)，所以導(dǎo)致電路無法正常工作。 2、芯片插反。在仿真中，我們組與其他組都出現(xiàn)了把芯片插反的錯(cuò)誤，這錯(cuò)誤直接導(dǎo)致我們的芯片燒壞報(bào)廢。 </p><p>　　3、秒脈沖電路輸出不正確。在我們測(cè)試秒脈沖電路與定時(shí)電路時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)數(shù)碼顯示管不是按1遞減，而是呈現(xiàn)4、4、2的遞減。經(jīng)過測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)我們?cè)O(shè)計(jì)的秒脈沖電路，有兩個(gè)下降沿，于是我們?cè)谳敵龆私恿藗€(gè)非門74LS04，然后再連接定時(shí)

47、電路，這才能正常工作。</p><p>　?。?） 顯示電路不穩(wěn)定問題 在完成電路的焊接進(jìn)入調(diào)試階段時(shí)發(fā)現(xiàn)搶答器數(shù)碼管顯示選手編號(hào)不穩(wěn)定。主要表現(xiàn)在單選手按下?lián)尨疰I后數(shù)碼管顯示的不是選手當(dāng)前號(hào)碼。因此著手對(duì)電路進(jìn)食檢查，首先檢查數(shù)碼管看是否是關(guān)節(jié)焊接錯(cuò)誤，后又檢查電路各個(gè)芯片管腳接錯(cuò)均未發(fā)現(xiàn)問題，最后發(fā)現(xiàn)當(dāng)觸動(dòng)某按鍵連線時(shí)顯示正常由此判斷可能是因?yàn)槌霈F(xiàn)了虛焊，遂將電路各焊點(diǎn)又仔細(xì)焊接了一遍，此時(shí)電路顯示正常。

48、</p><p>　?。?） 控制開關(guān)無法控制電路 在調(diào)試是發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下主持人開關(guān)時(shí)電路斷電，當(dāng)松開后數(shù)碼管顯示始終為7，經(jīng)過一個(gè)多小時(shí)對(duì)電路用萬用表逐個(gè)檢查，發(fā)現(xiàn)是開關(guān)觸焊接錯(cuò)誤，通過改正焊接后電路能正常工作。 （3）數(shù)碼管不能正常倒計(jì)時(shí) 在進(jìn)入定時(shí)電路調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不能正常倒計(jì)時(shí)，出現(xiàn)亂碼。對(duì)這問題我們檢查了芯片是否完好，電路界限是否正確均未發(fā)現(xiàn)問題，后發(fā)現(xiàn)是由于在焊接時(shí)焊線有些地方出現(xiàn)部分短接，于是就將焊

49、線重新理清，數(shù)碼管也能正常工作了。 </p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p><b>　　圖 實(shí)驗(yàn)總電路圖</b></p><p>　　接通電源后，開關(guān)打到預(yù)置端，倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示30，主持人撥動(dòng)開關(guān)后，計(jì)時(shí)電路開始從30秒倒數(shù)，報(bào)警電路短暫報(bào)警，同時(shí)8路觸點(diǎn)開關(guān)處于待命狀態(tài)。</p>

50、<p>　　若有選手按下所在開關(guān)（搶答），搶答電路顯示選手所在編碼（0~7），倒計(jì)時(shí)電路停止計(jì)時(shí)。同時(shí)其它選手所在的開關(guān)被鎖定，搶答無效。</p><p>　　若30s倒計(jì)時(shí)結(jié)束還沒有人搶答，系統(tǒng)短暫報(bào)警，同時(shí)發(fā)光二極管燈滅。</p><p>　　經(jīng)檢測(cè)，本設(shè)計(jì)完全符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)總結(jié)</b><

51、/p><p><b>　　6.1 設(shè)計(jì)體會(huì)</b></p><p>　　1.通過本次數(shù)電課程設(shè)計(jì)，充分的展現(xiàn)了理論與實(shí)際的有機(jī)結(jié)合，為今后的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。</p><p>　　2.讓我認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)思路才是整個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂只有對(duì)課題的充分理解，對(duì)各種器件的熟練掌握，勾畫出基本的設(shè)計(jì)圖是成功的關(guān)鍵，，必須多花時(shí)間在設(shè)計(jì)上才能為后續(xù)工作提供更扎實(shí)的

52、基礎(chǔ)。翻閱各種資料，上網(wǎng)查詢填補(bǔ)所需知識(shí)的空白是必要的。</p><p>　　3.我們充分運(yùn)用到了所學(xué)的知識(shí)，完全靠自己動(dòng)手一部分一部分的繪出搶答器實(shí)現(xiàn)所需要的電路，然后對(duì)各種芯片進(jìn)行總結(jié)。</p><p>　　4，調(diào)試過程是一個(gè)細(xì)致的工作有些問題是芯片本身損壞引起的，也有些是因?yàn)楹附訂栴}引起的等因此排查過程需要特別有耐心，通過對(duì)芯片功能的檢驗(yàn)，對(duì)焊點(diǎn)的檢查最后檢查出問題所在。當(dāng)最后解決問

53、題時(shí)，電路的正確是非常振奮，這種感受是美好的。</p><p>　　5.我學(xué)到了團(tuán)隊(duì)合作精神，也鍛煉了工作能力。整個(gè)設(shè)計(jì)中，我們分工明確，合理的安排讓我們節(jié)省了很多時(shí)間。</p><p>　　本設(shè)計(jì)應(yīng)用前景及不足之處</p><p>　　搶答器與支持人的開關(guān)在現(xiàn)實(shí)中的距離肯定達(dá)到了幾十米，而此次設(shè)計(jì)都沒有考慮因素，說明此次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品可能在現(xiàn)實(shí)中的前景不太好。設(shè)計(jì)的作

54、品主要是用74系列集成芯片來完成的，在焊接的過程中由于芯片的引腳過多，布線工作不是很方便。有時(shí)候還因?yàn)槟骋桓€沒有焊牢，造成電路的不穩(wěn)定，這些都是有待改進(jìn)的。而且現(xiàn)在市場(chǎng)上大多數(shù)是采用單片機(jī)技術(shù)和可編程邏輯器件，其性能明顯優(yōu)于數(shù)電設(shè)計(jì)的這種。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]錢培怡.電子電路實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì).西安電子科技大學(xué)出版社

55、.1992</p><p>　　[2]閻 石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社.2011</p><p>　　[3]范文兵.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)【M】.北京.清華大學(xué)出版社.2007</p><p>　　[4]呂思忠，施齊云.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)【M】哈爾濱.哈爾濱工程大學(xué)出版社.2001</p><p>　　[5]高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課

56、程設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社.2002</p><p>　　[6]毛法堯等. 數(shù)字邏輯.[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社， 1996，</p><p><b>　　附錄一 元件清單</b></p><p>　　附錄二： 74LS192的邏輯功能表和引腳圖</p><p>　　74LS192芯片的引腳圖</p>