課程設(shè)計(jì)----8路智力競(jìng)賽搶答器

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　課程名稱：8路智力競(jìng)賽搶答器 </p><p>　　學(xué) 院：電氣工程學(xué)院 專 業(yè)：電子信息工程 </p><p>　　姓 名： 學(xué) 號(hào)： </p><p

2、>　　年 級(jí)：電信071 任課教師： </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………1</p><p>　　1 前言…………………………………………

3、………………………2</p><p>　　設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………2</p><p>　　設(shè)計(jì)意義…………………………………………………………2</p><p>　　技術(shù)要求…………………………………………………………2</p><p>　　2設(shè)計(jì)方案論證………………………………………………………3</p&g

4、t;<p>　　3 單元電路設(shè)計(jì)………………………………………………………4</p><p>　　3.1搶答電路部份……………………………………………………………………4</p><p>　　3.2計(jì)時(shí)電路部份……………………………………………………………………5</p><p>　　3.3 報(bào)警電路部份………………………………………………………………

5、……7</p><p>　　4實(shí)驗(yàn)器件介紹………………………………………………………8</p><p>　　4.1 74LS148……………………………………………………………8</p><p>　　4.2 七段發(fā)光二極管(LED)數(shù)碼管………………………………………10</p><p>　　4.3 BCD碼七段譯碼驅(qū)動(dòng)器…………………………

6、……………………11</p><p>　　4.4 555定時(shí)器……………………………………………………………13</p><p>　　4.5 74LS190………………………………………………………………15</p><p>　　5實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備……………………………………………………………16</p><p>　　6實(shí)驗(yàn)總結(jié)………………………

7、…………………………………………16</p><p>　　7參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………17</p><p>　　8致謝………………………………………………………………………17</p><p><b>　　八路智力競(jìng)賽搶答器</b></p><p><b>　　摘要</b&

8、gt;</p><p>　　在現(xiàn)代社會(huì)生活中，智力競(jìng)賽作為一種生動(dòng)活潑的教育形式和方法能夠引起觀眾極大的興趣。而在競(jìng)賽中往往分為幾組參加，這時(shí)針對(duì)主持人提出的問(wèn)題，各組一般要進(jìn)行必答和搶答，對(duì)必答一般有時(shí)間限制，到時(shí)有聲響提示；對(duì)于搶答，要判定哪組先按鍵，為了公正，這就要有一種邏輯電路搶答器作為裁判員。搶答器是競(jìng)賽問(wèn)答中一種常用的必備裝置,從原理上講,它是一種典型的數(shù)字電路,其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。&l

9、t;/p><p>　　搶答器的發(fā)展也是比較快的，從一開(kāi)始的光具有搶答鎖定功能的一個(gè)電路，到現(xiàn)在的具有倒計(jì)時(shí)、定時(shí)、自動(dòng)（或手動(dòng)）復(fù)位、報(bào)警（即聲響提示，有的以音樂(lè)的方式來(lái)體現(xiàn)）、屏幕顯示、按鍵發(fā)光等多種功能的技術(shù)合并，這就可以說(shuō)明其多種功用及發(fā)展的快速。當(dāng)今智力競(jìng)賽搶答器、有鎖定功能搶答器、多功能智力搶答器……可以說(shuō)是多不勝數(shù)。搶答器適用于各類知識(shí)競(jìng)賽、文娛綜藝節(jié)目，尤其是在電視上的各種知識(shí)競(jìng)賽，除了可以把各搶答組號(hào)

10、、違例組號(hào)、搶答規(guī)定時(shí)限、答題時(shí)間倒計(jì)時(shí)/正計(jì)時(shí)在儀器面板上顯示外，還可外接大屏幕顯示屏顯示給賽場(chǎng)與觀眾，活躍現(xiàn)場(chǎng)氣氛，便于監(jiān)督，公平競(jìng)爭(zhēng)。</p><p><b>　　1 前言</b></p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)8路智力競(jìng)賽搶答器。</p><p

11、><b>　　1.2 設(shè)計(jì)意義</b></p><p>　　在現(xiàn)代社會(huì)生活中，智力競(jìng)賽作為一種生動(dòng)活潑的教育形式和方法能夠引起觀眾極大的興趣。而在競(jìng)賽中往往分為幾組參加，這時(shí)針對(duì)主持人提出的問(wèn)題，各組一般要進(jìn)行必答和搶答，對(duì)必答一般有時(shí)間限制，到時(shí)有聲響提示；對(duì)于搶答，要判定哪組先按鍵，為了公正，這就要有一種邏輯電路搶答器作為裁判員。搶答器是競(jìng)賽問(wèn)答中一種常用的必備裝置,從原理上講,它

12、是一種典型的數(shù)字電路,其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。</p><p>　　搶答器的發(fā)展也是比較快的，從一開(kāi)始的光具有搶答鎖定功能的一個(gè)電路，到現(xiàn)在的具有倒計(jì)時(shí)、定時(shí)、自動(dòng)（或手動(dòng)）復(fù)位、報(bào)警（即聲響提示，有的以音樂(lè)的方式來(lái)體現(xiàn)）、屏幕顯示、按鍵發(fā)光等多種功能的技術(shù)合并，這就可以說(shuō)明其多種功用及發(fā)展的快速。當(dāng)今智力競(jìng)賽搶答器、有鎖定功能搶答器、多功能智力搶答器……可以說(shuō)是多不勝數(shù)。搶答器適用于各類知識(shí)競(jìng)賽、文娛

13、綜藝節(jié)目，尤其是在電視上的各種知識(shí)競(jìng)賽，除了可以把各搶答組號(hào)、違例組號(hào)、搶答規(guī)定時(shí)限、答題時(shí)間倒計(jì)時(shí)/正計(jì)時(shí)在儀器面板上顯示外，還可外接大屏幕顯示屏顯示給賽場(chǎng)與觀眾，活躍現(xiàn)場(chǎng)氣氛，便于監(jiān)督，公平競(jìng)爭(zhēng)。</p><p><b>　　1.3 技術(shù)要求</b></p><p><b>　　智力競(jìng)賽搶答器</b></p><p>

14、　　設(shè)計(jì)一個(gè)8路智力競(jìng)賽搶答器，要求：</p><p>　　給節(jié)目主持人設(shè)計(jì)一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）及搶答的開(kāi)始。</p><p>　　搶答開(kāi)始后，當(dāng)有某一選手首先按下?lián)尨鸢粹o時(shí)，選手編號(hào)立即被鎖存，編號(hào)數(shù)碼管顯示選手編號(hào)，并發(fā)出報(bào)警聲響，此時(shí)搶答器不再接收其他輸入信息。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</p><p>

15、　　搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答時(shí)間由主持人設(shè)定（如30s）。當(dāng)主持人啟動(dòng)開(kāi)始鍵后，要求定時(shí)器立即進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，并用顯示器進(jìn)行顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)時(shí)間為0.5s左右。</p><p>　　選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。如果定時(shí)搶答時(shí)間已到，卻沒(méi)有選手搶答，則本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)進(jìn)行短暫的報(bào)警，并封鎖

16、輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，定時(shí)顯示器上顯示00.</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)方案論證</b></p><p>　　由于本課程設(shè)計(jì)是基于數(shù)字電路的設(shè)計(jì),所以采用數(shù)字電路的方法</p><p>　　定時(shí)搶答器的總體框圖如圖1所示，它由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分組成。主體電路完成基本的搶答功能，即開(kāi)始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手

17、的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　圖1所示的定時(shí)搶答器的工作過(guò)程是：接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開(kāi)關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的時(shí)間，當(dāng)節(jié)目主持人宣布“搶答開(kāi)始”，同時(shí)將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置，揚(yáng)聲器給出聲響提示，搶答

18、器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答器要完成以下四項(xiàng)工作：</p><p>　?、賰?yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)；</p><p>　?、趽P(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；</p><p>　?、劭刂齐?/p>

19、路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答；</p><p>　?、芸刂齐娐芬苟〞r(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當(dāng)選手將問(wèn)題回答完畢，主持人操作控制開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。</p><p><b>　　3單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 搶答電路

20、部份</p><p>　　圖2.1 搶答電路圖</p><p>　　該電路完成兩個(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</p><p>　　碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選手按鍵操作無(wú)效。工作過(guò)程：開(kāi)關(guān)S置于"清除"端時(shí)，RS觸發(fā)器的 端均為０，４個(gè)觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的 ＝０，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S置

21、于"開(kāi)始"時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148的輸出 經(jīng)RS鎖存后，1Q=1, =1,74LS48處于工作狀態(tài)，４Q３Q２Q=101,經(jīng)譯碼顯示為"５"。此外，1Ｑ＝１，使74LS148 ＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開(kāi)即按下時(shí)，74LS148的 此時(shí)由于仍為１Ｑ＝１，使 ＝１，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)

22、，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開(kāi)關(guān)重新?lián)艿健扒宄?quot;然后再進(jìn)行下一輪搶答。74LS148為８線－３線優(yōu)先編碼器。</p><p>　　表1 74LS148真值表</p><p>　　搶答電路的結(jié)構(gòu)中: </p><p><b>　　3.2 計(jì)時(shí)電路</b></p><p>　　圖2.2 計(jì)時(shí)

23、部份電路</p><p>　　使用時(shí)先把開(kāi)關(guān)J22打下來(lái)，然后就可以設(shè)置定時(shí)器的個(gè)位，再按一下J21按鈕，通過(guò)J10~J19開(kāi)關(guān)設(shè)置十位。再把開(kāi)關(guān)J22打上去，定時(shí)器開(kāi)始倒數(shù)計(jì)時(shí)。計(jì)時(shí)的過(guò)程中IO1輸入控制信號(hào)為0，當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)輸出控制信號(hào)為1</p><p><b>　　工作原理：</b></p><p>　　如圖所示，分為兩個(gè)部分，一是秒脈

24、沖，由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩電路，根據(jù)公式振蕩周期為T=0.7（R1+2R2）C，可計(jì)算出該振蕩器的振蕩周期為1秒，由于是矩形脈沖，所以一個(gè)周期內(nèi)發(fā)光二極管會(huì)發(fā)一次光。另一部分是可預(yù)置時(shí)間的減計(jì)數(shù)器，對(duì)于預(yù)置端可以</p><p>　　采用十進(jìn)制8421BCD碼設(shè)置，當(dāng)555振蕩器發(fā)出一個(gè)脈沖時(shí)，74LS192的CP-端就接受一個(gè)信號(hào)，在cp脈沖的上升沿預(yù)置數(shù)就開(kāi)始自減，當(dāng)各位減少到0時(shí)，BO2就會(huì)輸出一個(gè)負(fù)

25、脈沖，cp2-就會(huì)開(kāi)始減少1，然后74LS192二開(kāi)始再自減1，直到預(yù)置數(shù)最后變成00，最后在BO2輸出一個(gè)周期的負(fù)脈沖。在時(shí)間未到時(shí)，BO2一直到是輸出正脈沖，除非最后變成00時(shí)，才會(huì)輸出負(fù)脈沖，這就可以作為定時(shí)到的信號(hào)，如果是時(shí)間到了，輸出是零，時(shí)間不到，輸出是1。另外，假如有選手按鍵的話，則最后不會(huì)計(jì)數(shù)器不會(huì)因?yàn)樽詼p為00而最后輸出負(fù)脈沖，而是應(yīng)為秒脈沖輸出與1Q的非相與后當(dāng)作脈沖輸入74LS192的。當(dāng)沒(méi)有選手按鍵時(shí)，1Q的非為

26、0，所以cp脈沖就會(huì)停止輸入，時(shí)間就會(huì)停止，所顯示的時(shí)間就是該選手搶答的時(shí)間，但此時(shí)的定時(shí)到信號(hào)還是1。定時(shí)部分電路仿真圖如下，又555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器輸出頻率為1Hz，作為計(jì)數(shù)器的脈沖源，定時(shí)顯示可實(shí)現(xiàn)30秒定時(shí)，此部分設(shè)計(jì)成功。</p><p><b>　　3.3 報(bào)警電路</b></p><p>　　2.3 報(bào)警部份電路</p><p&

27、gt;　　報(bào)警電路的由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)觸發(fā)器構(gòu)成</p><p><b>　　工作原理：</b></p><p>　　該報(bào)警電路有555定時(shí)器構(gòu)成，有555定時(shí)器構(gòu)成一個(gè)多諧振蕩器，其輸出信號(hào)可以經(jīng)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)，4端接高電平，振蕩器正常工作，當(dāng)為低電平時(shí)，振蕩器停止工作，不會(huì)發(fā)聲。</p><p>　

28、　因?yàn)閬?lái)一個(gè)高電平是該報(bào)警電路會(huì)發(fā)聲，但是只有在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)聲，這個(gè)周期非常短，只是多諧振蕩器的一個(gè)周期，只有一秒鐘，所以中間需要加一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，根據(jù)555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的功能原理，這樣可以延長(zhǎng)這個(gè)周期，是發(fā)聲信號(hào)加長(zhǎng)，該定時(shí)器用到的電阻是30 kΩ，電容是100uf，根據(jù)公式計(jì)算得到的周期是3秒。</p><p><b>　　4器件介紹</b></p><p&g

29、t;　　4.1 74LS148</p><p>　　在優(yōu)先編碼器電路中，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)。在同時(shí)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入信號(hào)時(shí)，優(yōu)先編碼器只按優(yōu)先級(jí)高的輸入信號(hào)編碼，優(yōu)先級(jí)低的信號(hào)則不起作用。 74148是一個(gè)八線-三線優(yōu)先級(jí)編碼器。</p><p>　　如圖所示的是八線-三線編碼器74148的慣用符號(hào)及管腳圖引

30、腳圖。 </p><p>　　圖4.1 74LS148 優(yōu)先級(jí)編碼</p><p>　　74148優(yōu)先編碼器為16腳的集成芯片，除電源腳VCC(16)和GND(8)外，其余輸入、輸出腳的作用和腳號(hào)如圖中所標(biāo)。其中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。 </p><p>　　由741

31、48真值表可列輸出邏輯方程為： </p><p>　　A2 = (I4+I5+I6+I7)IE </p><p>　　A1 = (I2I4I5+I3I4I5+I6+7)·IE </p><p>　　A0 = (I1I2I4I6+I3I4I6+I5I6+I7)·IE </p><p>　　使能輸出端OE的邏輯方程為：<

32、/p><p>　　OE =I0·I1·I2·I3·I4·I5·67·IE </p><p>　　當(dāng)使能輸入IE=1時(shí)，禁止編碼、輸出(反碼)： A2,A1,A0為全1。(如表5.1.2第一行所示。) </p><p>　　當(dāng)使能輸入IE=0時(shí)，允許編碼，在I0～I(xiàn)7輸入中，輸入I7優(yōu)先級(jí)最高

33、，其余依次為：I6,I5,I4,I3,I2,I0，I0等級(jí)排列。 </p><p>　　OE為使能輸出端，它只在允許編碼(IE=0)， 而本片又沒(méi)有編碼輸入時(shí)為0。如表5.1.2中第二行所示)。 </p><p>　　擴(kuò)展片優(yōu)先編碼輸出端GS的邏輯方程為：  </p><p>　　GS = (I0+I1+I2+I3+I4+I5+I6+I7)·IE

34、 </p><p>　　GS為片優(yōu)先編碼輸出端，它在允許編碼(IE=0)，且有編碼輸入信號(hào)時(shí)為0(如表5.1.2中第三至第十行)；若允許編碼而無(wú)編碼輸入信號(hào)時(shí)為1(如表5.1.2第二行)；在不允許編碼(IE=1)時(shí)，它也為1(如表5.1.2第一行)。 </p><p>　　GS = 0表示“電路工作，而且有編碼輸入”   </p><p><

35、;b>　　 </b></p><p>　　4.2 74148優(yōu)先編碼器真值表</p><p>　　4.2 七段發(fā)光二極管(LED)數(shù)碼管</p><p>　　LED數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，圖6－5(a)、(b)為共陰管和共陽(yáng)管的電路，(c)為兩種不同出線形式的引出腳功能圖。</p><p>　　一個(gè)LED數(shù)碼管可用

36、來(lái)顯示一位0～9十進(jìn)制數(shù)和一個(gè)小數(shù)點(diǎn)。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，通常約為2～2.5V，每個(gè)發(fā)光二極管的點(diǎn)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(gè)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(dòng)能力。</p><p>　　圖4.3 七段數(shù)碼管管腳圖</p><p

37、>　　4.3 BCD碼七段譯碼驅(qū)動(dòng)器</p><p>　　此類譯碼器型號(hào)有74LS47（共陽(yáng)），74LS48（共陰），CC4511（共陰）等，本實(shí)驗(yàn)系采用CC4511 BCD碼鎖存／七段譯碼／驅(qū)動(dòng)器。驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。</p><p>　　下圖為CC4511引腳排列 </p><p>　　圖4.4 CC4511引腳排列</p><

38、p>　　其中 </p><p>　　A、B、C、D — BCD碼輸入端</p><p>　　a、b、c、d、e、f、g — 譯碼輸出端，輸出“1”有效，用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。</p><p>　　—測(cè)試輸入端，＝“0”時(shí)，譯碼輸出全為“1”</p><p>　　

39、—消隱輸入端，＝“0”時(shí)，譯碼輸出全為“0”</p><p>　　LE—鎖定端，LE＝“1”時(shí)譯碼器處于鎖定（保持）狀態(tài)，譯碼輸出保持在LE＝0時(shí)的數(shù)值，LE＝0為正常譯碼。</p><p>　　表6－2為CC4511功能表。CC4511內(nèi)接有上拉電阻，故只需在輸出端與</p><p>　　數(shù)碼管筆段之間串入限流電阻即可工作。譯碼器還有拒偽碼功能，當(dāng)輸入碼超過(guò)100

40、1時(shí)，輸出全為“0”，數(shù)碼管熄滅。 </p><p>　　表4.2 CC4511管真值表</p><p><b>　　4.4 555 </b></p><p><b>　　555的管教如下圖</b></p><p>　　圖4.5 555定時(shí)器管腳圖</p><p>　　它是

41、美國(guó)Signetics公司1972年研制的用于取代機(jī)械式定時(shí)器的中規(guī)模集成電路，因輸入端設(shè)計(jì)有三個(gè)5kΩ的電阻而得名。此電路后來(lái)竟風(fēng)靡世界。目前，流行的產(chǎn)品主要有4個(gè)：BJT兩個(gè)：555，556（含有兩個(gè)555）；CMOS兩個(gè)：7555，7556（含有兩個(gè)7555）。 </p><p>　　555定時(shí)器可以說(shuō)是模擬電路與數(shù)字電路結(jié)合的典范。</p><p>　　兩個(gè)比較器 C1和 C2各有

42、一個(gè)輸入端連接到三個(gè)電阻R組成的分壓器上，比較器的輸出接到RS觸發(fā)器上。此外還有輸出級(jí)和放電管。輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)200mA。</p><p>　　比較器C1和C2的參考電壓分別為UA和UB，根據(jù)C1和C2的另一個(gè)輸入端——觸發(fā)輸入和閾值輸入，可判斷出RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位端為低電平時(shí)，RS觸發(fā)器被強(qiáng)制復(fù)位。若無(wú)需復(fù)位操作，復(fù)位端應(yīng)接高電平。</p><p>　　555 定時(shí)器是一

43、種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。 </p><p>　　555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接

44、幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555 定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 2.9.1 和圖 2.9.2 所示。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 </p><p>　　5

45、55 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 </p><p>　　2VCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2V

46、CC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。</p><p>　　NE555是時(shí)基集成電路，它在應(yīng)用和工作方式上一般可歸納為3類。每類工作方式又有很多個(gè)不同的電路。在實(shí)際應(yīng)用中，除了單一品種的電路外，還可組合出很多不同電路，如：多個(gè)單穩(wěn)、多個(gè)雙穩(wěn)、單穩(wěn)和無(wú)穩(wěn)，雙穩(wěn)和無(wú)穩(wěn)的組合等。 NE555時(shí)基電路封形式有兩種，一是DI

47、P雙列直插8腳封裝，另一種是SOP-8小型（SMD）封裝形式。其他HA17555、LM555、CA555分屬不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理都相同。NE555屬于CMOS工藝制造，圖1是NE555的外形圖，圖2是它的內(nèi)部功能原理框圖，圖3是它的內(nèi)部等效電路。NE555的內(nèi)部中心電路是三極管Q15和Q17加正反饋組成的RS觸發(fā)器。輸入控制端有直接復(fù)位Reset端，通過(guò)比較器A1，復(fù)位控制端的TH、比較器A2置位控制的T。輸出端為F

48、，另外還有集電極開(kāi)路的放電管DIS。它們控制的優(yōu)先權(quán)是R、T、TH。 </p><p>　　4.5 74LS190</p><p>　　74LS190是一個(gè)十進(jìn)制可預(yù)置同步加／減計(jì)數(shù)器。 它的管腳圖如圖7.7</p><p>　　其中：CP是計(jì)數(shù)輸入端；S是使能端，=l時(shí)為保持態(tài)，=0時(shí)為計(jì)數(shù)狀態(tài)；M是</p><p>　　加／減工作方式控制

49、端．M=0時(shí)為加計(jì)數(shù)，M＝l時(shí)為減計(jì)數(shù)，S端或M端必須在CP=1時(shí)才允許改變狀態(tài)，否則會(huì)影響計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)。D3D2D1Do是預(yù)置數(shù)的數(shù)據(jù)輸入端； LD是直接置數(shù)端，= 1時(shí)為計(jì)數(shù)狀態(tài)，= 0時(shí)為置數(shù)狀態(tài)，在此狀態(tài)能把D3D2D1D0的數(shù)直接置入Q3Q2Q1Qo；Qcc／QCB，是進(jìn)位／借位輸出端，輸出為正脈沖，寬度與計(jì)數(shù)脈沖的周期相同；QCR是進(jìn)位時(shí)鐘脈沖輸出端，輸出為負(fù)脈沖i它與計(jì)數(shù)脈沖的負(fù)脈沖同步等寬．</p>&l

50、t;p>　　圖4.6 74LS190管腳圖</p><p>　　5 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備1. 數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱。2. 集成電路74LS148 1片，74LS279 1片，74LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。3. 電阻 510Ω 2只，1KΩ 9只，4.7kΩ l只，5.1kΩ l只，100kΩ l只，10kΩ 1只， 15kΩ 1只， 68kΩ

51、l只。4. 電容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。5. 二極管 3DG12 2只。6. 其它：發(fā)光二極管2只，共陰極顯示器3只。</p><p><b>　　6 實(shí)驗(yàn)總結(jié)</b></p><p>　　電路中存在不足之處如：由于是用的優(yōu)先編碼器，所以當(dāng)有同時(shí)按鍵搶答時(shí)，就會(huì)根據(jù)優(yōu)先級(jí)確定這樣就造成了不公平的現(xiàn)象。對(duì)電路的控制上有些不好.<

52、/p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，自己知識(shí)的很多漏洞，看到了自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)還是比較缺乏，理論聯(lián)系實(shí)際的能力還急需提高。</p><p>　　對(duì)我而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學(xué)無(wú)止境的道理。我們每一個(gè)人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山</p><p>　　峰在等著你。此次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中我遇

53、到了許多挫折,如軟件使用中的很多問(wèn)題,但我認(rèn)為挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設(shè)計(jì)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶。</p><p>　　從拿到題目到具體設(shè)計(jì)，從理論到實(shí)踐，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)

54、與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如555電路的周邊元件參數(shù)的計(jì)算……通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)之后，一定把以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)重新溫故。</p><p>　　我希望學(xué)校能多給我們一些動(dòng)手實(shí)際操作的機(jī)

55、會(huì),多安排一些時(shí)間,我想我們會(huì)學(xué)到更多實(shí)踐相關(guān)的知識(shí).</p><p>　　此設(shè)計(jì)由于我們的學(xué)業(yè)不精和時(shí)間等客觀問(wèn)題，未能使設(shè)計(jì)達(dá)到完善，還有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望老師能提出改進(jìn)意見(jiàn)，謝謝老師對(duì)我們的辛勤栽培。</p><p><b>　　7參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　［1］ 姜書(shū)艷，《數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)及應(yīng)用》，北京:清華大學(xué)出版社 200

56、7</p><p>　?。?］ 歷雅萍、易映萍編，《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》，機(jī)械工些出版社 2006</p><p>　?。?］ 彭介華主編 ，《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)》，高等教育出版社 2006</p><p><b>　　8 致謝</b></p><p>　　感謝老師對(duì)我的教導(dǎo)，使我順利完成8路智力競(jìng)賽搶答器。</p