數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)--搶答器

1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告書</p><p><b>　　——數(shù)字搶答器</b></p><p>　　一．題目：數(shù)字搶答器</p><p>　　二．任務(wù)和要求：數(shù)字搶答器允許在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答,可以數(shù)字顯示搶答者的序號(hào),并配有相應(yīng)的燈光指示.對(duì)犯規(guī)的搶答者,除用燈光報(bào)警外,還應(yīng)顯示出犯規(guī)者的序號(hào),若規(guī)定搶答時(shí)間已過(guò),要求告示

2、任何輸入的搶答信號(hào)君無(wú)效,除非重新下達(dá)搶答命令.</p><p>　　此搶答器要求有四路，搶答后其余人搶答無(wú)效；</p><p>　　2．搶答時(shí)間為10秒，在此期間內(nèi)的搶答視為有效，并用燈指示；</p><p>　　3．搶答開(kāi)始前及計(jì)時(shí)結(jié)束后搶答無(wú)效，并用燈指示。</p><p>　　三．總體方案的選擇：</p><p&g

3、t;<b>　　四．單元電路的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1. 時(shí)鐘電路</b></p><p>　　時(shí)鐘電路采用555產(chǎn)生1Hz的脈沖信號(hào)，電路圖如下：</p><p>　　2. 搶答鎖存電路:</p><p>　　在這一部分，最主要的是鎖存電路，鎖存電路主要由75來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)74

4、LS75的4，13號(hào)管角的信號(hào)為“0”時(shí)，它將保持原來(lái)的狀態(tài)，拒絕之后接收到的任何輸入信號(hào)，如此即可實(shí)現(xiàn)鎖存。 </p><p>　　74LS75真值表：</p><p>　　當(dāng)有一組隊(duì)員按下開(kāi)關(guān)后，Q1’,Q2’,Q3’,Q4’中有一個(gè)信號(hào)為1，則它們四個(gè)通過(guò)與非門后的信號(hào)為1，在通過(guò)非門后，它變?yōu)?，送到75的1C2C,3C4C端口，保持狀態(tài)不變，實(shí)現(xiàn)鎖存功

5、能。 </p><p><b>　　譯碼電路：</b></p><p>　　當(dāng)某個(gè)隊(duì)員正常搶答上以后，要顯示他的編碼號(hào)，必須把該信號(hào)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制代碼。其關(guān)系為：</p><p><b>　　由上真值表知：</b></p><p>　?。?； C=Q4； D

6、=0；</p><p>　　綜上可得到搶答鎖存電路的電路圖</p><p><b>　　3.計(jì)時(shí)電路：</b></p><p>　　計(jì)時(shí)電路采用161芯片，產(chǎn)生10秒的倒計(jì)時(shí)</p><p><b>　　161功能表如下：</b></p><p><b>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)

7、移圖如下：</b></p><p>　　計(jì)時(shí)到0后，由主持人電路產(chǎn)生置數(shù)信號(hào)，使161載入初值0110.</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　　4. 計(jì)數(shù)器的譯碼顯示電路：</p><p>　　兩片74LS48的譯碼電路相同，連接圖如下：</p><p>

8、;<b>　　5. 控制電路</b></p><p>　　控制電路輸入主持人電路的RESET，START信號(hào)，搶答器電路產(chǎn)生的S信號(hào)，計(jì)時(shí)器產(chǎn)生的T信號(hào)，輸出各復(fù)位和使能信號(hào)。</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p><b>　　6.狀態(tài)電路</b></p>&

9、lt;p>　　狀態(tài)電路用綠色發(fā)光二極管表示搶答有效，紅色表示搶答無(wú)效。</p><p>　　A.當(dāng)搶答開(kāi)始并且及時(shí)未到0，搶答有效，綠燈亮</p><p>　　邏輯表達(dá)式為：F=START*T*S.</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　　B.當(dāng)搶答未開(kāi)時(shí)或計(jì)時(shí)已結(jié)束，搶答無(wú)效，紅燈亮

10、。</p><p><b>　　邏輯表達(dá)式為：F=</b></p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p><b>　　7.總體電路圖</b></p><p>　　將個(gè)部分電路連好，得到下圖：</p><p><b>　　8.

11、心得體會(huì)：</b></p><p>　　在實(shí)習(xí)的過(guò)程中遇到的問(wèn)題相當(dāng)多，但問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下這幾方面：</p><p>　?。?）邏輯問(wèn)題：主要是因?yàn)閷?duì)電路的設(shè)計(jì)不夠全面，但只要做好前期工作（畫出功能表、真值表并進(jìn)行仿真）一般可以避免。</p><p>　?。?）連線過(guò)程中的問(wèn)題：如短路問(wèn)題，串線問(wèn)題。</p><p>　　對(duì)于短

12、路問(wèn)題通常用以下方法就可以解決：A用萬(wàn)用表測(cè)量相對(duì)應(yīng)的管腳是否連通；B用萬(wàn)用表測(cè)量管腳電壓是否正常；如：我們接入5v電壓后電路中每一元件的邏輯0應(yīng)在0.5v以下，邏輯1應(yīng)在3v以上；如果發(fā)現(xiàn)電壓不合邏輯即可能出現(xiàn)短路問(wèn)題。</p><p>　　對(duì)于串線問(wèn)題通常用以下方法就可以解決：A仔細(xì)對(duì)照連線圖與實(shí)際電路，查找連線中是否有不應(yīng)有的節(jié)點(diǎn)；在實(shí)際連線中我們經(jīng)常因在線路板中插錯(cuò)行、列而引發(fā)串線問(wèn)題。B用萬(wàn)用表測(cè)量管腳

13、電壓是否正常；如果發(fā)現(xiàn)電壓不合邏輯即有可能出現(xiàn)串線問(wèn)題。C可以通過(guò)電路反映出的現(xiàn)象推出串線的位置。</p><p>　?。?）布局問(wèn)題：布局都于此次實(shí)習(xí)也是相當(dāng)重要的，在做完脈沖電路、控制及顯示電路后發(fā)現(xiàn)自己的布局很糟——計(jì)數(shù)電路剩余的地方太小了，從而后面的連線看起來(lái)相當(dāng)混亂。</p><p>　?。?）芯片問(wèn)題與面包板接觸問(wèn)題：一般在排除以上問(wèn)題后可能就是芯片問(wèn)題與面包板接觸問(wèn)題——一般

14、是因?yàn)槊姘褰佑|不良或芯片已壞導(dǎo)致；如在連CP電路時(shí)經(jīng)檢查線路，邏輯都無(wú)錯(cuò)誤時(shí)我懷疑是芯片有問(wèn)題，于是戟老師給了我好幾片555讓我檢查，在給的四片芯片中只有一片可以產(chǎn)生正常的脈沖。經(jīng)分析問(wèn)題很可能是因?yàn)橹挥心且黄酒摹澳_”與面包板接觸良好，因?yàn)槠渌男酒谄渌姘迳峡梢援a(chǎn)生正常的脈沖（在其它模塊中也遇到了類似的問(wèn)題）——對(duì)于這樣的問(wèn)題我一般會(huì)在相應(yīng)的洞洞添上細(xì)銅絲，在對(duì)芯片的管腳做相應(yīng)的“處理”就行。當(dāng)然在實(shí)習(xí)的過(guò)程中也遇到芯片壞了

15、的問(wèn)題——只須換一塊好的芯片就解決了。</p><p>　　通過(guò)一周多的課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)數(shù)字電路知識(shí)的理解，而且學(xué)會(huì)了硬件電路的設(shè)計(jì)，仿真和檢測(cè)的基本方法。</p><p>　　一直以來(lái)，不論是學(xué)習(xí)CPLD還是單片機(jī)，我都是通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)需要的功能，直到這次課程設(shè)計(jì)，我才體會(huì)到硬件設(shè)計(jì)遠(yuǎn)比軟件編程復(fù)雜的多。剛開(kāi)始設(shè)計(jì)的時(shí)候，一頭霧水，不知道該從哪下手。不了解芯片的管腳定義，不知

16、道芯片的驅(qū)動(dòng)電壓，不會(huì)設(shè)計(jì)芯片的外圍電路，使設(shè)計(jì)陷入了僵局。通過(guò)上網(wǎng)查資料，一次又一次嘗試，慢慢在軟件上把電路搭起來(lái)?？墒菑能浖抡娴接布?shí)現(xiàn)仍然不易。軟件仿真畢竟是理想情況下的試驗(yàn)，而實(shí)際中會(huì)有各種各樣的意外情況，例如電壓不穩(wěn)，元件性能不一等等都會(huì)影響最后的結(jié)果。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，讓我真正理解了書本上知識(shí)，也讓我知道我們課本上的知識(shí)在實(shí)際中怎么應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)踐，相互關(guān)系。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，我

17、對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)有了很大的興趣，現(xiàn)在我可以主動(dòng)的去學(xué)習(xí)，我明白自己該學(xué)習(xí)那個(gè)方面，重點(diǎn)是什么。我也掌握的了在理論中遇到問(wèn)題，應(yīng)該怎樣去解決，在實(shí)際中遇到迷團(tuán)應(yīng)該怎樣去檢查調(diào)試。</p><p><b>　　9.參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　《數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)》 清華大學(xué)出版社</p><p>　　《數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)》

18、 電子工業(yè)出版社</p><p>　　《數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)》（第三版） 高等教育出版社</p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》　 陜西師范大學(xué)出版社</p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第二版） 高等教育出版社</p><p>　　西安郵電學(xué)院 電子工程 學(xué)院課程設(shè)計(jì) 過(guò)程考核表</p&