搶答器課程設(shè)計(jì)--八路搶答器

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)目的……………………………………………………………………………1</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)正文……………………………………………………………………………1</p><p>　　2.1總體論述 …………………………………………………………………………1</p

2、><p>　　2.2電路原理圖 ………………………………………………………………………2</p><p>　　2.3運(yùn)行描述 …………………………………………………………………………8</p><p>　　2.4制作調(diào)試過(guò)程 ……………………………………………………………………9</p><p>　　2.5器件清單 ………………………………………

3、…………………………………9</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)總結(jié) …………………………………………………………………………10</p><p>　　四、參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………10</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)代表著

4、現(xiàn)代最新技術(shù)的結(jié)晶，其廣闊的應(yīng)用前景和深遠(yuǎn)的影響已毋庸置疑，它在信息工程類專業(yè)中的基礎(chǔ)地位和核心作用也逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。   對(duì)于迅猛發(fā)展的電子系統(tǒng)技術(shù)的綜合應(yīng)用， 我們本次課程設(shè)計(jì)針對(duì)八路智能搶答器設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)際電路，目的是做出功能電路模塊的設(shè)計(jì)并焊接出電路板,加深對(duì)電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)這門課程的理解。</p><p><b>　　二、課程設(shè)計(jì)正文</b></p>

5、<p><b>　　2.1 總體論述</b></p><p>　　（1）具體設(shè)計(jì)任務(wù)：</p><p>　　搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S7表示，設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除開關(guān)，該開關(guān)由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能，即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在DPY_7-SEG七段數(shù)碼管上顯示選手號(hào)碼，選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶

6、答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p><b>　?。?）輸入要求：</b></p><p>　　采用5V直流電源進(jìn)行供電。</p><p><b>　　（3）輸出要求：</b></p><p>　　根據(jù)本搶答器適用范圍以及各器件要求進(jìn)行設(shè)計(jì)加入適當(dāng)限流分壓電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)。<

7、;/p><p>　?。?）實(shí)際電路所能完成的功能：</p><p>　　1> 搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S7表示。 </p><p>　　2>設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。</p><p>　　3 >搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)

8、碼管上顯示。</p><p>　　（5）理論電路所能完成的功能：</p><p>　　1>設(shè)計(jì)制作一個(gè)可容納八位參賽者的智力搶答器，每人設(shè)置一個(gè)搶答按鈕供搶答者使用。</p><p>　　2>電路具有第一搶答信號(hào)的鑒別和鎖存功能。在主持人交系統(tǒng)復(fù)位并發(fā)出搶答指令后，若搶答開關(guān)，則該人指示燈亮并用組別顯示電路顯示搶答者的組別，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出“嘀嘟”的雙音音

9、響，且持續(xù)2~3秒。此時(shí)，電路應(yīng)具備自鎖功能，使別人 的搶答開關(guān)不起作用。</p><p>　　3>設(shè)置計(jì)時(shí)電路。每次開始時(shí)預(yù)置成10S，主持人發(fā)出搶答指令后10S內(nèi)無(wú)人搶答自動(dòng)關(guān)閉搶答開關(guān)。</p><p><b>　　2.2 電路原理圖</b></p><p><b>　　系統(tǒng)流程圖</b><

10、;/p><p><b>　　開關(guān)陣列圖</b></p><p><b>　　電路原理圖</b></p><p>　　電路中芯片介紹如下： </p><p>　　（1）74LS148芯片</p><p>　　74LS148優(yōu)先編碼器管腳功能介紹:為16腳的集成芯片，電源是VCC

11、(16) GND(8),I0—I7為輸入信號(hào)，A2,A1,A0為三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)，IE是使能輸入端，OE是使能輸出端，GS為片優(yōu)先編碼輸出端。它允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上編碼信號(hào)，不過(guò)在設(shè)計(jì)優(yōu)先編碼器時(shí)已經(jīng)將所有的輸入信號(hào)按優(yōu)先順序排了隊(duì)，當(dāng)幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，只對(duì)其中優(yōu)先權(quán)最高的一個(gè)進(jìn)行編碼。</p><p>　　優(yōu)先編碼器74LS148功能表</p><p>　　從以上的的功能表中

12、可以得出，74LS148輸入端優(yōu)先級(jí)別的次序依次為I7，I6，…，I0 。當(dāng)某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級(jí)別高的輸入端沒有低電平輸入時(shí)，輸出端才輸出相應(yīng)該輸入端的代碼。</p><p>　　（2）74LS74A 芯片</p><p>　　74LS74A是一個(gè)邊沿觸發(fā)器數(shù)字電路器件，每個(gè)器件中包含兩個(gè)相同的、相互獨(dú)立的邊沿觸發(fā)D觸發(fā)器電路。</p><p>　　

13、74LS74A芯片外部引腳圖</p><p>　　74LS74A功能表</p><p>　　74LS74A芯片內(nèi)部引腳圖</p><p>　　（3）CD4511芯片</p><p>　　cd4511是常用的七段數(shù)碼管顯示譯碼芯片，他的驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)穩(wěn)定性高，在單片機(jī)系中得到了廣泛的應(yīng)用。主要功能：BCD鎖存,七段譯碼,驅(qū)動(dòng)器等。cd4511管腳

14、圖</p><p>　　cd4511管腳功能介紹如下： LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，cd4511輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。A1、A2、A3、A4、為8421BCD碼輸入端。 a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。BI：4腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。

15、LT：3腳是測(cè)試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來(lái)檢測(cè)數(shù)碼管是否正常。 </p><p><b>　　CD4511真值表</b></p><p><b>　?。?）七段數(shù)碼管</b></p><p><b>　　實(shí)物圖</b&g

16、t;</p><p>　　七段數(shù)碼管按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管，共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到+5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮；當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮，即把所有LED的陽(yáng)極連接到共同接點(diǎn)com，而每個(gè)LED的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數(shù)

17、點(diǎn)）。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管，而每個(gè)LED的陽(yáng)極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。</p><p><b>　　七段數(shù)碼管管腳圖</b></p><p><

18、b>　　2.3 運(yùn)行描述</b></p><p>　　接通電源后，主持人按下按鍵開始搶答，最先按下按鍵的搶答者的號(hào)碼會(huì)在LED上顯示，其它搶答者再次搶答無(wú)效，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止，主持人再次按下按鍵開始下一輪搶答。</p><p><b>　　2.4制作調(diào)試過(guò)程</b></p><p>　　在焊接電

19、路前要對(duì)整個(gè)電路的總體設(shè)計(jì)有個(gè)相當(dāng)精準(zhǔn)的了解，根據(jù)各個(gè)器件的引腳來(lái)決定各個(gè)元件的擺放位置，方便焊接時(shí)走線，在焊接過(guò)程中要盡量使焊點(diǎn)飽滿，在焊接密集的區(qū)域要注意不要連焊，我們第一次調(diào)試未成功的的原因就是有一個(gè)引腳焊接錯(cuò)誤和一個(gè)焊點(diǎn)的虛焊造成的，在我組同學(xué)的共同努力下發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)誤并順利完成了本次設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　2.5 器件清單</b></p><p>　

20、　三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)或結(jié)論</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)中，我花了不少的時(shí)間來(lái)查閱各個(gè)器件的引腳功能，在小組同學(xué)的協(xié)力合作下完成電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，開始由天電路設(shè)計(jì)有缺陷和芯片擺放位置不當(dāng)，導(dǎo)致電路板焊接多次修改，浪費(fèi)了很多時(shí)間，但其中有苦也有甜。苦的是我付出了不少的汗水，樂的是在付出的過(guò)程中我得到了許多，也學(xué)會(huì)了許多，對(duì)芯片的功能和引腳的作用有了更加深入的了解。</p><p>　　因?yàn)橐粋€(gè)

21、人的能力畢竟有限，在設(shè)計(jì)方面難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的錯(cuò)誤，但正是這些錯(cuò)誤促進(jìn)了我的進(jìn)步。根據(jù)電路的特點(diǎn)，我將此項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)分成若干模塊，規(guī)定每一模塊的功能和各模塊之間的接口，然后再將各模塊合起來(lái)聯(lián)試，這培養(yǎng)了我們合作的精神，同時(shí)加深了層次化設(shè)計(jì)的概念。在這次課程設(shè)計(jì)中，我真正體會(huì)到了課上知識(shí)的重要性。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到問題我會(huì)先獨(dú)立思考，到自己不能解決的時(shí)候我就會(huì)和同學(xué)討論，實(shí)在解決不了就查閱圖書，應(yīng)該說(shuō)從功能的實(shí)現(xiàn)到流程圖的繪制，從電路的

22、設(shè)計(jì)到焊接完成，從電路板的調(diào)試到實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作，其間每一個(gè)過(guò)程都凝聚著大家對(duì)我的幫助。</p><p>　　最后，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我加深了對(duì)程序設(shè)計(jì)方法的了解，進(jìn)一步了解了設(shè)計(jì)的步驟，進(jìn)一步加深了對(duì)《電子應(yīng)用系統(tǒng)》這門課的理解，增強(qiáng)了以后學(xué)習(xí)的興趣，為以后的工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，感謝謝老師給我們提供這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b><

23、;/p><p>　　[1] 沈明山.　EDA技術(shù)及可編程器件應(yīng)用實(shí)訓(xùn).　科學(xué)出版社</p><p>　　[2] 曾繁泰，陳美金.　VHDL程序設(shè)計(jì).　北京：清華大學(xué)出版社</p><p>　　[3] 譚會(huì)生，張昌凡.　EDA技術(shù)及應(yīng)用.　西安：西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[4] 李國(guó)麗，朱維勇.　EDA與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì).　北京：機(jī)械