數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告--數(shù)字搶答器

1、<p>　　數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</p><p>　　設(shè)計(jì)課題：數(shù)字搶答器</p><p>　　專業(yè)班級(jí)：電子信息工程</p><p><b>　　學(xué)生姓名：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間：2009.6&l

2、t;/p><p><b>　　數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)者：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)教師：</b></p><p><b>　　摘要 </b></p><p>　　關(guān)鍵詞 數(shù)字搶

3、答器</p><p>　　引言 通過(guò)設(shè)計(jì)數(shù)字搶答器可以了解熟悉集成電路的引腳安排，也可幫助我們掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。</p><p>　　1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</p><p>　　(1) 設(shè)計(jì)數(shù)字搶答器；</p><p>　　(2) 設(shè)計(jì)可以預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路；</p><p>　　(3) 設(shè)計(jì)報(bào)警電路；

4、</p><p>　　(4) 設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路；</p><p>　　2 方案設(shè)計(jì)與論證</p><p>　　設(shè)計(jì)制作一個(gè)可供八組參賽的數(shù)字式競(jìng)賽搶答器,每組設(shè)置一個(gè)搶答按鈕，要求具有第一搶答信號(hào)的鑒別和鎖存功能，具有計(jì)分及計(jì)時(shí)功能，設(shè)置犯規(guī)報(bào)警電路。</p><p>　　數(shù)字搶答器總體方框圖如圖1所示</p><p&g

5、t;　　其工作原理為：接通電源后，主持人將開(kāi)關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開(kāi)關(guān)置于“開(kāi)始”狀態(tài)，宣布“開(kāi)始”搶答器工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開(kāi)始”狀態(tài)開(kāi)關(guān)。</p><

6、p>　　3 單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算</p><p>　　搶答器電路如圖2所示。</p><p>　　圖2 數(shù)字搶答器電路</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。</p><p>　　工作過(guò)程：開(kāi)關(guān)S置于“清除”端時(shí)，RS觸發(fā)器

7、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

8、狀態(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，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)重新置于“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。 </p><p>　　定時(shí)電路如圖3所示。由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過(guò)預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供?？深A(yù)置時(shí)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　報(bào)警電路如圖4

9、所示。由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖4所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝1.43/[（RI＋2R2）C]，其輸出信號(hào)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)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。</p><p>　　時(shí)序控制電路如圖5所示。時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：① 主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)人正常搶答工作狀態(tài)。

10、</p><p>　?、?當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。</p><p>　?、?當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。圖中，門G1 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP的放行與禁止，門G2的作用是控制74LS148的輸人使能端。</p><p>　　圖5的工作原理是：主持人控制開(kāi)關(guān)從“清除”位置撥到“開(kāi)始

11、”位置時(shí)，來(lái)自圖 2中的74LS279的輸出 1Q=0，經(jīng)G3反相， A＝1，則時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPD時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)。同時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為 1，門G2的輸出=0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q＝1，經(jīng) G3反相， A＝0，封鎖 CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持工作狀態(tài)；同時(shí)，門G2的輸出=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)

12、，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為0，=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答。同時(shí)，門G1處于關(guān)門狀態(tài)，封鎖 CP信號(hào)，使定時(shí)電路保持00狀態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。</p><p><b>　　4 元器件清單</b></p><p><b>　　數(shù)字電路

13、實(shí)驗(yàn)箱</b></p><p>　　集成電路 74LS148—1片，74LS279—1片，74LS48—3片，</p><p>　　74LS192—2片，NE555—2片，74LS00—1片，74LS121—1片。</p><p>　　電 阻 510Ω—2只，1KΩ—9只，4.7kΩ—l只，5.1kΩ—l只，</p><p&g

14、t;　　100kΩ—l只，10kΩ—1只，15kΩ—1只， 68kΩ—l只。</p><p>　　電 容 0.1uF—1只，10 uF—2只，100 uF—1只。</p><p>　　三極管 3DG12—1只。</p><p>　　其 它 發(fā)光二極管—2只，共陰極顯示器—3只。</p><p><b>　　5 安裝與調(diào)試&

15、lt;/b></p><p>　　（1）組裝調(diào)試搶答器電路。</p><p>　　（2）可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路，并進(jìn)行組裝和調(diào)試。當(dāng)輸人1Hz的時(shí)鐘脈沖信號(hào)時(shí)，要求電路能進(jìn)行減計(jì)時(shí)，當(dāng)減計(jì)時(shí)到零時(shí)，能輸出低電平有效的定時(shí)時(shí)間到信號(hào)。</p><p>　　（3）調(diào)試報(bào)警電路。 </p><p>　?。?）定時(shí)搶答器的聯(lián)調(diào)，注意各部分電路之間

16、的時(shí)序配合關(guān)系。然后檢查電路各部分的功能，使其滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　6 結(jié)論與心得</b></p><p>　　通過(guò)這次對(duì)數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于搶答器的基本原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要先用仿真仿真成功之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)?，再?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約

17、著。而且，在仿真中無(wú)法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒?。所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。</p><p><b>　　7 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高等教育出版社</p><p>　　[2] 彭華林等編. 數(shù)字電子技術(shù). 長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社 &