數(shù)字搶答器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)及原理</p><p>　　姓 名　 　　　　 　　　　　 </p><p>　　學(xué) 號(hào)　　　 </p><p>　　年 級(jí)　 　

2、　　 </p><p>　　專 業(yè)　　　　電子信息工程 </p><p>　　系?。ㄔ海　　?理學(xué)院 </p><p>　　指導(dǎo)教師　 </p><p>　　2012年03月07日</p><p><b>　　摘

3、 要</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展,數(shù)字電路以其自身的特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域.在知識(shí)競(jìng)賽中,特別是做搶答題目的時(shí)候,靠視覺(jué)是很難判斷出哪組先搶答成功.本次設(shè)計(jì)的搶答器目的就是解決這些問(wèn)題.整體的電路可以分為兩部分：第一部分是搶答電路,第二部分是定時(shí)、報(bào)警電路.搶答器具有鎖存與顯示功能；定時(shí)、報(bào)警電路不僅可以對(duì)搶答及回答問(wèn)題的時(shí)間進(jìn)行定時(shí),而且即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒,

4、也可分辨出哪組優(yōu)先答題.整個(gè)電路按單元分可分為編碼單元,鎖存單元,加法器單元,設(shè)定搶答時(shí)間單元,和譯碼單元五個(gè)部分.本設(shè)計(jì)對(duì)各單元所需的元器件進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,并附上了電路圖,最終完成了設(shè)計(jì)目的.</p><p>　　關(guān)鍵詞：搶答器；數(shù)字電路；定時(shí)；譯碼；鎖存</p><p><b>　　ABSTRACT </b></p><p>　　With

5、 the rapid development of computer technology, digital circuit with its own characteristics has been widely used in various fields. and In the knowledge competition, especially when do vies to answer first subject, it is

6、 difficult to judge by visual out which section first vies to answer first success. The design of the purpose is vies to answer first to solve these problems. The whole circuit can be divided into two parts: the first pa

7、rt is vies to answer first circuit, the second part was </p><p><b>　　意見(jiàn)</b></p><p>　　Key words: Vies to answer first device; Digital circuit; Timing; Decoding; Lock to save</p>

8、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1引言1</b></p><p>　　2設(shè)計(jì)任務(wù)目的及要求1</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)目的1</b></p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)要求1</p><p&

9、gt;　　3工作原理及設(shè)計(jì)方案2</p><p><b>　　3.1原理框圖2</b></p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)思路3</p><p>　　3.3 設(shè)計(jì)流程圖3</p><p>　　3.4 設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　4單元電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)5</p><p

10、><b>　　4.1編碼單元5</b></p><p><b>　　4.2鎖存單元6</b></p><p>　　4.3加法器單元7</p><p>　　4.4設(shè)定搶答時(shí)間單元8</p><p><b>　　4.5譯碼單元9</b></p><

11、;p>　　4.6秒脈沖電路9</p><p>　　4.7報(bào)警電路10</p><p>　　5選用74系列芯片實(shí)現(xiàn)的理由：11</p><p><b>　　6實(shí)驗(yàn)工具11</b></p><p><b>　　7接線要求11</b></p><p>　　8改進(jìn)設(shè)想

12、及建議12</p><p><b>　　9實(shí)驗(yàn)結(jié)果12</b></p><p>　　10 心得體會(huì)12</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)13</b></p><p><b>　　致謝14</b></p><p><b>　　1引言

13、</b></p><p>　　數(shù)字技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展最快的學(xué)科之一,隨著當(dāng)代社會(huì)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字微電子技術(shù)和半導(dǎo)體制造工藝的進(jìn)步, 數(shù)字邏輯器件已從20世紀(jì)60年代的小規(guī)模集成電路(SSI)發(fā)展到目前的中、大規(guī)模集成電路(MSI,LSI)及超大規(guī)模集成電(VLSI),特別是用于數(shù)字電路或數(shù)字系統(tǒng)的可編程邏輯器件.目前數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電子測(cè)量?jī)x表、電視、雷達(dá)、通信等各個(gè)領(lǐng)

14、域.例如在現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)中,數(shù)字測(cè)量?jī)x表不僅比模擬測(cè)量?jī)x表精度高,功能高,而且容易實(shí)現(xiàn)測(cè)量的自動(dòng)化和智能化.隨著集成技術(shù)的發(fā)展,尤其是中,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展,數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用范圍將會(huì)更廣泛地滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門,并將產(chǎn)生越來(lái)越深刻的影響.特別是“信息高速公路”（Information Superhighway）時(shí)代.</p><p>　　在許多比賽活動(dòng)中,為了準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第一搶答者,通

15、常設(shè)置一臺(tái)數(shù)字電子搶答器,通過(guò)數(shù)顯、燈光及音響等多種手段指示出第一搶答者,記分、犯規(guī)及獎(jiǎng)勵(lì)記錄等多種功能.該設(shè)計(jì)就是針對(duì)上述各種要求設(shè)計(jì)出的供數(shù)名選手參賽使用的數(shù)字式競(jìng)賽搶答器.在此次課程設(shè)計(jì)中由于時(shí)間和條件的問(wèn)題.我們應(yīng)用我們所學(xué)的數(shù)字電路作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)以中小規(guī)模的組成的電子搶答器.</p><p>　　搶答器主要用于選手做搶答題時(shí),選手進(jìn)行搶答,搶到題的選手來(lái)回答問(wèn)題.搶答器不僅考驗(yàn)選手的反應(yīng)速度同時(shí)也要

16、求選手具備足夠的知識(shí)面和一定的勇氣.選手們都站在同一個(gè)起跑線上,體現(xiàn)了公平公正的原則.</p><p>　　2設(shè)計(jì)任務(wù)目的及要求</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì),對(duì)數(shù)字邏輯的基本內(nèi)容有進(jìn)一步的了解,特別是時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì).能把學(xué)到的數(shù)字邏輯理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐,操作.在提高動(dòng)手能力的同時(shí)對(duì)常用

17、的集成芯片有一定的了解,在電路設(shè)計(jì)方面有感性的認(rèn)識(shí).而且在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候遇到問(wèn)題,通過(guò)獨(dú)立的思考有利于提高解決問(wèn)題的能力.在經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì)后,更明白數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的一般方法,以及在遇到困難怎么排除問(wèn)題.</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　我選擇的課程任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)8位數(shù)字搶答器. 設(shè)計(jì)要求包括：</p><

18、;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. 2. 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S,該開(kāi)關(guān)由主持人控制. 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),并在優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止.4. 搶答器具有定時(shí)搶答功能,且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如,30秒）.當(dāng)主持人啟動(dòng)"開(kāi)始"鍵后,定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí).</p&g

19、t;<p>　　5. 參賽選手在設(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)和搶答的時(shí)間,并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止. 6. 如果定時(shí)時(shí)間已到,無(wú)人搶答,本次搶答無(wú)效,系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)指示燈報(bào)警并禁止搶答,定時(shí)顯示器上顯示00.</p><p>　　3工作原理及設(shè)計(jì)方案</p><p>　　搶答器是為競(jìng)賽參賽者答題時(shí)進(jìn)行搶答而設(shè)計(jì)的一種優(yōu)先判決器電

20、路,競(jìng)賽者可以分為若干組,搶答時(shí)各組對(duì)主持人提出的問(wèn)題要在最短的時(shí)間內(nèi)做出判斷,并按下?lián)尨鸢存I回答問(wèn)題.當(dāng)?shù)谝粋€(gè)人按下按鍵后,則在顯示器上顯示該組的號(hào)碼,同時(shí)電路將其他各組按鍵封鎖,使其不起作用.回答完問(wèn)題后,由主持人將所有按鍵恢復(fù),重新開(kāi)始下一輪搶答.搶答器具有定時(shí)搶答功能,且每次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定（如30秒）.當(dāng)主持人啟動(dòng)"開(kāi)始"鍵后,定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí). 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答,搶答有效,定時(shí)器停

21、止工作,顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間,并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止.如果定時(shí)時(shí)間已到,無(wú)人搶答,本次搶答無(wú)效,系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)指示燈報(bào)警并禁止搶答,定時(shí)顯示器上顯示00.</p><p>　　因此要完成搶答器的邏輯功能,該電路至少應(yīng)包括輸入開(kāi)關(guān)、數(shù)字顯示、判別組控制以及組號(hào)鎖存等部分.</p><p><b>　　3.1原理框圖</b></p><

22、;p><b>　　圖1 原理框圖</b></p><p><b>　　3.2 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　1. 搶答器供8名選手比賽,分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S7表示.這個(gè)功能只需要通過(guò)管腳分配把按鈕分配到實(shí)驗(yàn)版上的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)SW0到SW7,讓每個(gè)選手撥動(dòng)開(kāi)關(guān)后產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)就可以了.不同的選手撥動(dòng)按鈕發(fā)出信號(hào)通過(guò)74LS148編碼

23、器進(jìn)行編碼,編碼后輸出信號(hào)進(jìn)行下一步的譯碼和鎖存. 2. 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S,該開(kāi)關(guān)由主持人控制.在這里首先通過(guò)管腳分配把開(kāi)關(guān)S分配到相應(yīng)一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān),這個(gè)就是開(kāi)關(guān)SW16.該開(kāi)關(guān)聯(lián)到相應(yīng)的線路,這個(gè)線路通過(guò)與非門連接其他信號(hào),從而達(dá)到清零的功能. 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),并將優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止.74LS373具有鎖存功能,可以在一個(gè)選手按下按鈕

24、后進(jìn)行鎖存,其他的選手不能再搶答.鎖存相應(yīng)的編號(hào)時(shí),由于編碼器編的是從0到7,如果0號(hào)選手搶答,與清零的時(shí)候可能造成混淆,所以要加上加法器,對(duì)編碼器的0到7都加上1.加法器是用74LS83,這樣在后面的74LS47譯碼器上就可以顯示1到8的號(hào)碼. 4. 搶答器具有定時(shí)搶答功能,且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如,30秒）.當(dāng)主持人</p><p>　　5. 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答,搶答有效,定時(shí)器停止工

25、作,顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間,并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止.選手進(jìn)行搶答,通過(guò)編碼器,鎖存器,加法器,譯碼器等顯示出來(lái).當(dāng)某個(gè)選手搶答有效,通過(guò)74LS148編碼器的GSN端口連接到控制清零端的與非門就可以進(jìn)行禁止其他選手的搶答,同時(shí)把該選手的號(hào)碼顯示在數(shù)碼管上,同時(shí)通過(guò)74LS148編碼器的GSN端口可以停止74LS192的脈沖,從而讓脈沖停止,達(dá)到顯示搶答時(shí)間的效果. 6. 如果定時(shí)時(shí)間已到,無(wú)人搶答,本次搶答無(wú)效,系

26、統(tǒng)通過(guò)一個(gè)指示燈報(bào)警并禁止搶答,定時(shí)顯示器上顯示00.當(dāng)時(shí)間到的時(shí)候,減法器74LS192的十位的LDN端口發(fā)出一個(gè)高電平,在這個(gè)端口上連接上一個(gè)顯示燈,作為報(bào)警用.同時(shí)減法器74LS192的十位的BON端口會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平,可以連接到脈沖上,讓脈沖停止,數(shù)碼管上顯示的是00.</p><p><b>　　3.3 設(shè)計(jì)流程圖</b></p><p><b>

27、　　圖2 流程圖</b></p><p><b>　　3.4 設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　整體的電路可以分為兩部分,一個(gè)是搶答電路,第二部分是定時(shí)、報(bào)警電路.</p><p>　　1 .搶答的部分：搶答器供8名選手比賽,分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S7表示.通過(guò)管腳分配把按鈕分配到實(shí)驗(yàn)版上的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)SW0到SW7,讓每個(gè)選手撥

28、動(dòng)開(kāi)關(guān)后產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào).不同的選手撥動(dòng)按鈕發(fā)出信號(hào)通過(guò)74LS148編碼器進(jìn)行編碼,編碼后輸出信號(hào)進(jìn)行下一步的譯碼和鎖存.設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S,開(kāi)關(guān)由主持人控制.通過(guò)管腳分配把開(kāi)關(guān)S分配到相應(yīng)一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)SW16.該開(kāi)關(guān)聯(lián)系到一個(gè)相應(yīng)的線路,這個(gè)線路通過(guò)與非門連接其他信號(hào),從而達(dá)到清零的功能.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),并將優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止.74LS373具有鎖存

29、功能,可以在一個(gè)選手按下按鈕后進(jìn)行鎖存,其他的選手不能在有選手搶答后再進(jìn)行搶答.鎖存相應(yīng)的編號(hào)時(shí),由于編碼器編的是從0到7,如果0號(hào)選手搶答,與清零的時(shí)候可能造成混淆,所以要加上加法器,對(duì)編碼器的0到7都加上1.加法器是使用74LS83,加1后在就可以在數(shù)碼顯示管上顯示1到8的號(hào)碼.</p><p>　　2. 定時(shí)、報(bào)警部分：一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）.當(dāng)主持人啟動(dòng)"開(kāi)始"鍵后,定

30、時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí).74LS192具有減法功能,通過(guò)使用74LS192可以對(duì)設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行自減.74LS192進(jìn)行工作的時(shí)候需要給定秒脈沖.同時(shí)74LS192結(jié)合74LS47可以對(duì)所設(shè)定的搶答時(shí)間和選手搶答的時(shí)間顯示出來(lái).參賽選手在設(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)和搶答的時(shí)間,并可以保持到主持人將系統(tǒng)清除為止.選手進(jìn)行搶答,通過(guò)編碼器,鎖存器,加法器,譯碼器,顯示出來(lái).當(dāng)某個(gè)選手搶答有效,通過(guò)74LS1

31、48編碼器的GSN端口連接到控制清零端的與非門就可以進(jìn)行禁止其他選手的搶答,同時(shí)把該選手的號(hào)碼顯示在數(shù)碼管上,而且通過(guò)74LS148編碼器的GSN端口可以停止74LS192的脈沖,從而讓脈沖停止,達(dá)到顯示搶答時(shí)間的效果.若定時(shí)時(shí)間已到,無(wú)人搶答,本次搶答無(wú)效,系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)指示燈報(bào)警并禁止搶答,定時(shí)顯示器上顯示00.當(dāng)時(shí)間到的時(shí)候,減法器74LS192的十位的LDN端口發(fā)出一個(gè)高電平,在這個(gè)端口上連接上一個(gè)顯示燈,作為報(bào)警用.同時(shí)減法器7

32、4LS192的十位的BON端口</p><p>　　4單元電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　整個(gè)電路分為編碼單元,鎖存單元,加法器單元,設(shè)定搶答時(shí)間單元,和譯碼單元五個(gè)部分.下面分別對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行詳細(xì)的介紹.</p><p><b>　　4.1編碼單元</b></p><p>　　在選手按動(dòng)按鈕后,發(fā)出相應(yīng)的信號(hào).使用

33、74LS148對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼,優(yōu)先判決器是由74LS148集成優(yōu)先編碼器等組成.該編碼器有8個(gè)信號(hào)輸入端,3個(gè)二進(jìn)制碼輸出端,輸入使能端EI,輸出使能端EO和優(yōu)先編碼工作狀態(tài)標(biāo)志GS.其功能表如 圖3所示.從功能表中可以看出當(dāng)EI＝“0”時(shí),編碼器工作,而當(dāng)EI＝“1”時(shí),則不論8個(gè)輸入端為何種狀態(tài),輸出端均為“1”,且GS端和EO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>

34、　　表1 優(yōu)先編碼器74LS148功能表</p><p>　　（表中×代表任意狀態(tài)）</p><p>　　由74LS148集成優(yōu)先編碼器組成的優(yōu)先判決器如圖所示,當(dāng)搶答開(kāi)關(guān)S0—S7中的一個(gè)按下時(shí),編碼器輸出相應(yīng)按鍵對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼,低電平有效.編碼器輸出AO～A2、工作狀態(tài)標(biāo)志GS作為鎖存器電路的輸入信號(hào),而輸入使能端EI端應(yīng)和鎖存器電路的Q0端相聯(lián)接,目的是為了在EI端為“1

35、”時(shí)鎖定編碼器的輸入電路,使其它輸入開(kāi)關(guān)不起作用.具體實(shí)現(xiàn)電路為：</p><p><b>　　圖3 編碼單元</b></p><p>　　4.2鎖存單元 </p><p>　　表2 74LS373功能表</p><p>　　上表是74LS373的真值表,表中：L——低電平；H——高電平；X——不定態(tài)；Q——建立穩(wěn)態(tài)

36、前Q的電平；G——輸入端,與8031ALE連高電平：暢通無(wú)阻；低電平：關(guān)門鎖存.D——使能端,接地.當(dāng)G=“1”時(shí),74LS373輸出端1Q—8Q與輸入端1D—8D相同；當(dāng)G為下降沿時(shí),將輸入數(shù)據(jù)鎖存.</p><p>　　那么按照實(shí)驗(yàn)的要求,編碼器的輸入就只有三個(gè),因此只用到Q1到Q3,而Q4接上74LS148的GSN,再和74LS373的輸出D4通過(guò)與非門連接起來(lái),輸?shù)?4LS373的G端口.從而達(dá)到鎖存的目

37、的.具體電路圖為：</p><p><b>　　圖4 鎖存單元</b></p><p><b>　　4.3加法器單元</b></p><p>　　由于選手輸入的是0到7,所以要每個(gè)都加上1,讓數(shù)碼管顯示的是1到8,因此要使用加法器.加法器的真值表為：</p><p>　　A1[A3] B1[B3]

38、A2[A4] B2[B4] | S1[S3] S2[S4] C2[C4] | S1[S3] S2[S4]C2[C4]</p><p>　　L L L L | L L L | H L L</p><p>　　H L L L | H L L | L H L</p><p>　　L H L L | H L L | L H L</p><p>　　H

39、 H L L | L H L | H H L</p><p>　　L L H L | L H L | H H L</p><p>　　H L H L | H H L | L L H</p><p>　　L H H L | H H L | L L H</p><p>　　H H H L | L L H | H L H</p>&l

40、t;p>　　L L L H | L H L | H H L</p><p>　　H L L H | H H L | L L H</p><p>　　L H L H | H H L | L L H</p><p>　　H H L H | L L H | H L H</p><p>　　L L H H | L L H | H L H<

41、/p><p>　　H L H H | H L H | L H H</p><p>　　L H H H | H L H | L H H</p><p>　　H H H H | L H H | H H H</p><p>　　因此要使加法器加上1,那么,令74LS83的A1,A2,A3對(duì)應(yīng)74LS373的Q1,Q2,Q3作為輸入的數(shù)據(jù),而B1,B2,

42、B3,B4,A4則接地.具體的電路圖為：</p><p><b>　　圖5 加法單元</b></p><p>　　4.4設(shè)定搶答時(shí)間單元</p><p>　　74LS192是雙時(shí)鐘方式的十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器.(bcd,二進(jìn)制),</p><p>　　CPU為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端,CPD為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端.</p>

43、<p>　　LD為預(yù)置輸入控制端,異步預(yù)置.</p><p>　　CR為復(fù)位輸入端,高電平有效,異步清除.</p><p>　　CO為進(jìn)位輸出：1001狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出,</p><p>　　BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出.</p><p>　　因此設(shè)定脈沖輸入后,需要使用兩個(gè)74LS192,一個(gè)作為個(gè)位,一個(gè)作為十位.個(gè)

44、位的BO連接到十位的脈沖輸入,十位的BO就連接到脈沖,表示時(shí)間到的時(shí)候脈沖不對(duì)74LS194作用.具體的電路如下：</p><p><b>　　圖6 設(shè)數(shù)單元</b></p><p><b>　　4.5譯碼單元</b></p><p>　　譯碼為編碼的逆過(guò)程.它將編碼時(shí)賦予代碼的含義“翻譯”過(guò)來(lái).實(shí)現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼

45、器.譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系.74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器,它在這里與數(shù)碼管配合使用.具體的連接電路為：</p><p><b>　　圖7 譯碼單元</b></p><p><b>　　4.6秒脈沖電路 </b></p><p>　　兩塊74LS192實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù),通過(guò)譯碼電路74LS48顯示到

46、數(shù)碼管上,其時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供.用555定時(shí)器組成多諧振蕩器輸出方波脈沖,頻率為1Hz.設(shè)計(jì)電路如下.在此電路中根據(jù)產(chǎn)生脈沖振蕩頻率的計(jì)算公式f=,取,,C=10即可以實(shí)現(xiàn).為了從視覺(jué)上觀察秒脈沖,特設(shè)置一脈沖指示燈.</p><p>　　表4 555定時(shí)器的功能表</p><p><b>　　圖8 555引腳圖</b></p><p>

47、;<b>　　圖9 秒脈沖電路 </b></p><p><b>　　4.7報(bào)警電路</b></p><p>　　將搶答報(bào)警電路與到時(shí)報(bào)警電路放在一起,由一個(gè)電阻,一個(gè)三極管與一個(gè)蜂鳴器控制.</p><p>　　報(bào)警時(shí)序控制電路由74LS123完成,其引腳圖如下：</p><p>　　圖10 74

48、LS123引腳圖</p><p>　　5選用74系列芯片實(shí)現(xiàn)的理由：</p><p>　　74系列芯片價(jià)格便宜,用其實(shí)現(xiàn),成本較低基本能滿足學(xué)校場(chǎng)合需要；</p><p>　　與我們學(xué)過(guò)的 〈〈數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)〉〉聯(lián)系緊密.能將們所學(xué)知識(shí)用于實(shí)際,對(duì)鞏固所學(xué)知識(shí)有重要意義.</p><p>　　用了一些成型電路,如NE555標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖電路等

49、,使總體方案易于實(shí)現(xiàn).</p><p>　　所用芯片均在〈〈數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)〉〉課程中學(xué)過(guò),設(shè)計(jì)起來(lái)難度降低.</p><p><b>　　6實(shí)驗(yàn)工具</b></p><p>　　鉗子,鑷子,剪刀,數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱,各種顏色的導(dǎo)線若干,萬(wàn)用表等.</p><p><b>　　7接線要求</b><

50、;/p><p>　　設(shè)計(jì)的電路比較復(fù)雜,接線也就比較復(fù)雜,為了便于檢查電路,美觀等原因,必須對(duì)接線統(tǒng)一要求.要求接線要橫平豎直,接線間盡量少交叉.而每一個(gè)模塊最好用一種顏色的線接,這樣便于區(qū)分.同時(shí)插入面包板的部分要長(zhǎng)度適宜,不要太長(zhǎng),否則會(huì)在內(nèi)部相交；也不要太短,否則會(huì)接觸不良.特別注意的是：在接每一個(gè)元件前,必須對(duì)每一個(gè)元件進(jìn)行檢測(cè),以確保接在面包板上的元件是好的,以減少出錯(cuò)的概率；在接每一個(gè)模塊前要對(duì)總體的電路

51、和部分電路有一個(gè)總體的把握,以減少連線的交叉.</p><p><b>　　8改進(jìn)設(shè)想及建議</b></p><p>　?。?）設(shè)計(jì)的作品主要是用74系列集成芯片來(lái)完成的,在焊接的過(guò)程中由于芯片的引腳過(guò)多,布線工作不是很方便.有時(shí)候還可能因?yàn)槟骋桓€沒(méi)有焊牢,造成電路的不穩(wěn)定,這些都是有待改進(jìn)的.我的想法是根據(jù)單片機(jī)原理及相關(guān)知識(shí)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行一些改進(jìn).</p>

52、;<p>　?。?）完成電路的設(shè)計(jì)后,進(jìn)行了電路的模擬,采用的方法是在面包板上進(jìn)行模擬,雖然結(jié)果是模擬出來(lái)了,但是效率很低.面包板存在著很多的不確定性.比如板上有些插孔不可用等因素可能導(dǎo)致模擬失敗,即便有些時(shí)候設(shè)計(jì)是對(duì)的.因此我建議學(xué)習(xí)一些常用電路仿真工具,如EWB、MAX-PLUS II等EDA軟件對(duì)設(shè)計(jì)出的電路進(jìn)行仿真和模擬,這樣既可以提高效率,又可以提高模擬的準(zhǔn)確性.</p><p><

53、b>　　9實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　按照設(shè)計(jì)時(shí)的思路,把電路圖連接好.經(jīng)過(guò)改錯(cuò),編譯,分配管腳,然后就可以看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果.我的管腳分配為：SW0到SW7為選手的編號(hào),分別為1到8.SW8到SW11為設(shè)定搶答時(shí)間的個(gè)位,SW12到SW15是設(shè)定搶答時(shí)間的十位.SW16為設(shè)定搶答時(shí)間的置位端.SW17為開(kāi)始鍵.實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：</p><p>　　主持人先按下置位端,就

54、可以設(shè)定搶答時(shí)間,按照個(gè)位和十位的撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)定,在對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管上可以看到相應(yīng)的搶答時(shí)間.然后主持人就可以按下開(kāi)關(guān)讓選手搶答,這時(shí)候搶答時(shí)間開(kāi)始自減,在這個(gè)時(shí)間內(nèi),如果有選手搶答,數(shù)碼管上會(huì)顯示相應(yīng)的選手號(hào),在這個(gè)時(shí)候,如果有其他的選手也按下了搶答按鈕,顯示器不會(huì)顯示.如果在搶答時(shí)間內(nèi)沒(méi)有人搶答,顯示搶答時(shí)間的數(shù)碼管就會(huì)顯示00,而且有報(bào)警燈閃.當(dāng)主持人要進(jìn)行下一輪的搶答,可以撥動(dòng)開(kāi)關(guān)SW16作為清零,重新開(kāi)始搶答.</p>

55、<p>　　綜上所述,實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合最初設(shè)計(jì)的要求及目的.</p><p><b>　　10 心得體會(huì)</b></p><p>　　本文詳細(xì)介紹了搶答器的設(shè)計(jì)方案,功能及在設(shè)計(jì)過(guò)程中所做的改進(jìn).這種搶答器主要是基于74系列集成芯片,成本較低,且基本能夠使用于學(xué)校的一些活動(dòng)中.本課程設(shè)計(jì)基本完成了設(shè)計(jì)的要求,能夠?qū)崿F(xiàn)全部的功能.能八路搶答,能定時(shí)搶答,也能報(bào)警

56、,清零.</p><p>　　在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,遇到不少的問(wèn)題.一開(kāi)始不知道該使用什么芯片去做實(shí)驗(yàn),只能上網(wǎng)查資料熟悉芯片的功能,同時(shí)去圖書館借有關(guān)書籍,看看哪些芯片能達(dá)到編碼,譯碼,鎖存等,以及重新溫習(xí)了上個(gè)學(xué)期的《數(shù)字邏輯》書本.經(jīng)過(guò)資料的搜集,基本確定了用哪類芯片達(dá)到哪類功能.然后就研究電路圖,仔細(xì)對(duì)照真值表連接電路圖,并畫好電路圖草稿.畫好電路圖后,到實(shí)驗(yàn)室上機(jī),在電腦上畫好電路圖后,編譯,試驗(yàn)完成.

57、 </p><p>　　經(jīng)過(guò)了這次課程設(shè)計(jì),我收獲良多.在一開(kāi)始的時(shí)候,很擔(dān)心自己不能完成實(shí)驗(yàn),因?yàn)樾判牟皇呛茏?后來(lái)證明了我是可以獨(dú)立完成的.在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候,考慮的不是很全面,以及畫電路圖的時(shí)候沒(méi)有很細(xì)心謹(jǐn)慎地工作,造成了一些低級(jí)錯(cuò)誤.所以經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì),我提高了自己的動(dòng)手能力,也增強(qiáng)了自己的信心.同時(shí)讓我知道在工作的時(shí)候要保持細(xì)致嚴(yán)密的工作態(tài)度,這樣會(huì)事半功倍.</p><p>&l

58、t;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 陳永浦. 數(shù)字電路基礎(chǔ)及快速識(shí)圖[M]. 人民郵電出版社, 2006: 275-277.</p><p>　　[2] 侯建軍. 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)一體化教程[M]. 北京 清華大學(xué)出版社, 2005: 77</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, 2

59、008: </p><p>　　[1]周潤(rùn)景,袁偉亭,景曉松. Proteus在MCS-51&ARM7系統(tǒng)中的應(yīng)用百例[M].北京：電子工業(yè)出版社,2006.5-7</p><p>　　[2]余發(fā)山,王福忠等.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2003</p><p>　　[3]張凱,馬忠梅編著,MCS-51單片機(jī)綜合系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[

60、M].北京：科學(xué)出版社,1996</p><p>　　[4]歐陽(yáng)文.ATMEL89 系列單片機(jī)的原理及開(kāi)發(fā)實(shí)踐[M].北京：中國(guó)電力出版社,2007</p><p>　　[5]靳梔,潘育山,鄔芝權(quán).單片機(jī)原理及應(yīng)用 C51編程技術(shù)[M].成都：西南交通大學(xué)出版社,2004</p><p>　　[6]黃繼昌,喬蘇文,張海貴.實(shí)用報(bào)警電路[M].北京：人民郵電出版社,2

61、005.2</p><p>　　[7]求是科技.單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航[M].北京：人民郵電出版社,2008</p><p>　　[8]龔云新,胡長(zhǎng)盛.單片機(jī)實(shí)用技術(shù)教程[M].北京：北京師大出版社,2007.6</p><p>　　[9]徐愛(ài)鈞.8051單片機(jī)實(shí)踐教程—asm51匯編語(yǔ)言與C51高級(jí)語(yǔ)言應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社,2005.3</p

62、><p>　　[10]王凌霄.微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2004</p><p>　　[11]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）[M].高等教育出版社.1999</p><p>　　[12]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）[M].高等教育出版社.1999</p><p>　　[13]何希才.常用電子電路應(yīng)用365例[M]

63、.北京：電子工業(yè)出版社,2006</p><p>　　[14]張肅文.高頻電子線路[M].高等教育出版社.2007</p><p>　　[15]徐曼.電子基礎(chǔ)與技能[M].北京：電子工業(yè)出版社,2006.6</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　當(dāng)我以學(xué)子的身份踏入臨沂大學(xué)的那天起,就注定了我將在

64、這里度過(guò)我人生中最美麗的青春年華.提筆寫下“致謝”,我才發(fā)覺(jué)自己即將真正離開(kāi),人生亦從此展開(kāi)新的畫卷.盡管不舍,卻更珍惜,因?yàn)槲业纳杏心敲炊嗫蓯?ài)的人值得感激.他們使我的大學(xué)生活充滿了色彩,無(wú)論收獲、遺憾,對(duì)我來(lái)說(shuō)都是一筆寶貴的財(cái)富.</p><p>　　四年的大學(xué)生活不知不覺(jué)中就要結(jié)束了,在這段難忘的生活中,有我許多美好的回憶,然而這一刻我的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成..在最后幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間里,我遇到了重重障礙,

65、并通過(guò)自己不斷的推敲鉆研,最終順利的解決了.在這段日子里,我學(xué)到了很多東西,重新鞏固了原來(lái)的知識(shí),學(xué)到了那些沒(méi)有在大學(xué)課堂里學(xué)到的知識(shí),為今后的工作和再學(xué)習(xí)指明了方向.</p><p>　　首先感謝我的指導(dǎo)老師王傳聰老師,在此期間他給了我很大的支持和幫助,不僅給我提供了相關(guān)資料,也給我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指明了方向.同時(shí)向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們致以誠(chéng)摯的謝意,感謝你們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)期間所給予的經(jīng)驗(yàn)和智慧,使我受益非淺.<