數(shù)字電路課程設(shè)計--八路搶答器的設(shè)計

1、<p>　　課題名稱 ：數(shù)字電子技術(shù)</p><p>　　所在院系 ：電氣工程系</p><p>　　數(shù)字電子課程設(shè)計任務(wù)書</p><p>　　姓名： 班級： 指導(dǎo)老師： 年 月 日</p><p>　　教研室主任簽字：

2、 年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　設(shè)計任務(wù)與要求·····················

3、·······3</p><p>　　總體方案設(shè)計························

4、3;·····3</p><p>　　部分電路工作原理··························

5、3</p><p>　　總體電路設(shè)計······························4</p>

6、;<p>　　實驗器材清單······························7</p><p&g

7、t;　　總結(jié)···································

8、3;··8</p><p>　　參考文獻(xiàn)·····························

9、3;····8</p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p>　　1、搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S0～S7表示。</p><p>　　2、設(shè)置一個系統(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

10、存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　　4、參賽選手在進(jìn)行搶答時，顯示器上顯示選手的編號，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　　二、總體方案設(shè)計與論證</p><p>　　如圖所示為總體方框圖。其工作原

11、理為：</p><p>　　1、接通電源后，主持人將開關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于靜止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器和指示燈滅，等主持人將開關(guān)置“開始”位置后，搶答器處于等候狀態(tài)，此時額可以進(jìn)行搶答。</p><p>　　2、搶答器完成，優(yōu)先判斷搶答的組號，并將編號進(jìn)行鎖存，然后通過譯碼器將編號顯示在七段數(shù)碼管上，并且揚聲器提示。</p><p>　　3、如果再次搶答必須由主持

12、人操作“清除”和“開始”狀態(tài)的開關(guān)，即需要主持人清零。</p><p>　　三、部分電路工作原理</p><p><b>　　1、開關(guān)陣列電路 </b></p><p>　　該電路由多路開關(guān)所組成，供搶答著使用，每一搶答者與一個開關(guān)相對應(yīng)（開關(guān)S0—S7的代號分別是0、1、2、3、4、5、6、7，即搶答著的組號，便于主持人看到顯示器上的數(shù)字后，

13、能準(zhǔn)確宣布誰是優(yōu)先搶答者）。開關(guān)應(yīng)為常開型，當(dāng)按下開關(guān)時，開關(guān)閉合；當(dāng)松開開關(guān)時，開關(guān)自動彈出斷開。</p><p><b>　　2、觸發(fā)鎖存電路</b></p><p>　　當(dāng)某一開關(guān)被按下時，觸發(fā)鎖存的電路被觸發(fā)，在輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)電平信息。同時為了防止其它開關(guān)隨后觸發(fā)而產(chǎn)生紊亂，讓最先產(chǎn)生的輸出電平返回來將觸發(fā)鎖存器的電路鎖定。若有多個開關(guān)同時按下時，則在它

14、們之間存在著隨機競爭的問題，結(jié)果只能是它們中的任一個產(chǎn)生有效輸出，任然達(dá)到了優(yōu)先判斷的效果。</p><p><b>　　3、數(shù)碼顯示器</b></p><p>　　數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（ LED ）數(shù)碼管和液晶（ LCD ）數(shù)碼管。本設(shè)計提供的為 LED 數(shù)碼管，如右圖所示。它顯示最先搶答者的相應(yīng)的代號，方便主持人宣布最先搶答者。</p><p

15、><b>　　四、總體電路設(shè)計</b></p><p>　　搶答器電路如圖所示。該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效。</p><p>　　工作過程：開關(guān)S置于“清除”端時，RS觸發(fā)器的端均為0，5個觸發(fā)器輸出置0，使74LS148的＝0，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S置于“開始

16、”時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時（如按下S5），74LS148的輸出,,經(jīng)RS鎖存后,2Q=1,,74LS48處于工作狀態(tài)，5Q4Q3Q=101，且1Q=0，則經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，2Q＝１，使74LS148的＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時，74LS148的此時由于仍有2Q＝１，使＝１，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會出二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主

17、持人將S開關(guān)重新置于“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。</p><p>　　若按下S0，經(jīng)RS鎖存器后，1Q=1，74LS148的輸出,,經(jīng)RS鎖存后,2Q=1,,74LS48處于工作狀態(tài)，5Q4Q3Q=000，且1Q=1,所以經(jīng)譯碼顯示為“8”。保證搶答者的優(yōu)先性與上述類似。</p><p><b>　?、?、優(yōu)先判決器</b></p><p>　

18、　優(yōu)先判決器主要是由74LS148集成優(yōu)先編碼器等組成。該編碼器有8個信號輸入端，3個二進(jìn)制碼輸出端，選通輸入端，選通輸出端和擴展端。其功能表如表2所示。從功能表中可以看出當(dāng)＝“0”時，編碼器工作，而當(dāng)＝“1”時，則不論8個輸入端為何種狀態(tài)，輸出端均為“1”，且端和端為“1”，編碼器處于非工作狀態(tài),這種情況被稱為輸入低電平有效。</p><p>　　優(yōu)先編碼器74LS148功能表</p><p

19、><b>　　②、鎖存器</b></p><p>　　SR鎖存器是該設(shè)計中保證多個開關(guān)先后觸發(fā)而不發(fā)生紊亂的重要部分。</p><p>　　用與非門組成的SR鎖存器的特性表</p><p><b>　?、邸⒆g碼器</b></p><p>　　設(shè)計中選用的譯碼器型號是CD4511，其引腳排列如圖

20、所示，其中、、、— BCD碼輸入端，、、、、、、— 譯碼輸出端，輸出“1”有效，用來驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管。</p><p>　　— 測燈輸入端，＝“0”時，譯碼輸出全為“1”，數(shù)碼管七段同時電亮，以檢查數(shù)碼管各段能否正常發(fā)光。在A=B=C=D=0時，而且 =0時，表示譯碼器把不希望顯示的零熄滅了?！爿斎攵恕Ｓ脕硐绮幌Ｍ@示的零。</p><p>　　CD4511的引腳排列圖

21、</p><p><b>　　④、數(shù)碼顯示器</b></p><p>　　LED數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，它分為共陰管和共陽管。在此只對共陰管作介紹，其電路和出線形式的引出腳如圖7所示。一個LED數(shù)碼管可用來顯示一位0～9十進(jìn)制數(shù)和一個小數(shù)點。小型數(shù)碼管（0.5寸和0.36寸）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）的顏色不同略有差別，通常約

22、為2～2.5V，每個發(fā)光二極管的點亮電流在5～10mA。LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所表示的十進(jìn)制數(shù)字就需要有一個專門的譯碼器，該譯碼器不但要完成譯碼功能，還要有相當(dāng)?shù)尿?qū)動能力。</p><p><b>　　LED數(shù)碼管</b></p><p><b>　　五、實驗器材清單</b></p><p><b>　　1、

23、數(shù)字實驗箱</b></p><p>　　2、集成塊74LS148 1片，74LS00 2片，CD4511 1片。</p><p>　　3、10kΩ電阻 1只</p><p><b>　　4、萬用表 1 塊</b></p><p><b>　　六、總結(jié)</b></p>

24、<p>　　通過這次設(shè)計，我對數(shù)字電路設(shè)計中的邏輯關(guān)系等有了一定的認(rèn)識，對以前學(xué)的數(shù)字電路又有了一定的新認(rèn)識，溫習(xí)了以前學(xué)的知識，就像人們常說的溫故而知新嘛，但在設(shè)計的過程中，遇到了很多的問題，有一些知識都已經(jīng)不太清楚了，但是通過一些資料又重新的溫習(xí)了一下數(shù)字電路部分的內(nèi)容。這次課程設(shè)計的電路是比較復(fù)雜的。雖然以前在模電課程設(shè)計中接觸過一些電子電路，但在初期還是感到無從下手。在整個電路的設(shè)計過程中，花費時間最多的是各個單元電路

25、的連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計上，在多種方案的選擇中，我們仔細(xì)比較分析其原理以及可行的原因，最后還是在通多次對電路的改進(jìn)，上機仿真以及接線調(diào)試，終于使整個電路可穩(wěn)定工作。設(shè)計過程中，我深刻的體會到在設(shè)計過程中，需要反復(fù)實踐，其過程很可能相當(dāng)煩瑣，有時花很長時間設(shè)計出來的電路還是需要重做，那時心中未免有點灰心，有時還特別想放棄，此時更加需要靜下心，查找原因。設(shè)計思路是最重要的，只要你的設(shè)計思路是成功的，那你的設(shè)計已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計

26、前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細(xì)的資料，為我們設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　在此要感謝我的指導(dǎo)老師，在整個設(shè)計過程中我懂得了許多東西，而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 </p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p>