數(shù)電課程設(shè)計(jì)報(bào)告---數(shù)字式競(jìng)賽搶答器

1、<p>　　數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)指標(biāo)：</b></p><p><b>　　三．總體框圖設(shè)計(jì)：</b></p>

2、<p><b>　　功能模塊設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　　五．實(shí)驗(yàn)儀器、工具</b></p><p><b>　　六．元件清單</b></p><p><b>　　七．總結(jié)</b></p><p>　　一．設(shè)計(jì)目的： 通過(guò)多路數(shù)字

3、數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生回顧所學(xué)數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，掌握組合電路，時(shí)序電路，編程器件和任意集成電路的綜合使用和設(shè)計(jì)方法，熟悉掌握優(yōu)先編碼器，觸發(fā)器，計(jì)數(shù)器，單脈沖觸發(fā)器，555路，譯碼，編碼/驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用方法，熟悉掌握時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法。達(dá)到數(shù)字實(shí)驗(yàn)課程大綱要求掌握的基本內(nèi)容。</p><p><b>　　二. 設(shè)計(jì)指標(biāo)：</b></p><p>

4、;　?。?）設(shè)計(jì)一個(gè)可容納7組參賽的數(shù)字式搶答器，每組設(shè)一個(gè)按鈕，供搶答使用。</p><p>　　（2）搶答器具有第一信號(hào)鑒別和鎖存功能，使除第一搶答者外的按鈕不起作用。</p><p>　?。?）設(shè)置一個(gè)主持人“復(fù)位”按鈕。</p><p>　?。?）主持人復(fù)位后，開(kāi)始搶答，第一信號(hào)鑒別鎖存電路得到信號(hào)后，由指示燈顯示搶答組的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出2~3秒的音響。

5、</p><p>　?。?）設(shè)置一個(gè)計(jì)分電路，每組開(kāi)始預(yù)制100分，由主持人計(jì)分，答對(duì)一次加10分，答錯(cuò)一次減10分。</p><p><b>　　三．總體框圖設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　整體電路分為：主電路與計(jì)分電路。</p><p>　　主電路：該部分由搶答與控制開(kāi)關(guān)電路，優(yōu)先編碼電路，鎖存器，譯碼器電路，顯

6、示電路控制電路，報(bào)警電路組成。</p><p>　　擴(kuò)展電路：預(yù)制控制電路，計(jì)分電路，譯碼電路與顯示電路組成。</p><p>　　優(yōu)先編碼電路選用的芯片為74ls148</p><p>　　74ls148的引腳圖與真值表：</p><p>　　鎖存電路選用的芯片是74ls279，引腳圖與真值表：</p><p>　　

7、譯碼器電路選用的芯片為74ls48，引腳圖和真值表：</p><p>　　報(bào)警電路選用NE555，引腳圖和真值表：</p><p>　　擴(kuò)展電路的計(jì)分電路選用芯片74ls192，引腳圖和真值表：</p><p><b>　　四：功能模塊設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　搶答部分與報(bào)警部分電路原理圖</p>

8、<p><b>　　原理描述：</b></p><p>　　芯片74ls148，74ls279，74ls48與七段共陰數(shù)碼管構(gòu)成搶答顯示電路，選手通過(guò)按輕觸開(kāi)關(guān)搶答，74ls148的輸入端D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7（D0接高電平是因?yàn)檩敵龅臄?shù)字為1--7）采集開(kāi)關(guān)一端的電平狀態(tài)，低電平有效，D7優(yōu)先級(jí)最高，并且分別編碼，輸出給74ls279的三個(gè)獨(dú)立鎖存器的s端，將

9、判斷輸入有無(wú)的輸出信號(hào)GS的狀態(tài)輸出給74ls279的第四個(gè)鎖存器(將其稱為控制鎖存器)的s端，其R端接主持人復(fù)位開(kāi)關(guān)的一端，Q端接另外三個(gè)鎖存器的R端用來(lái)控制鎖存與清零，Q端還與74ls48的滅零輸入端BI/RBO相連，用來(lái)控制數(shù)碼管的顯示（當(dāng)主持人按復(fù)位鍵時(shí)數(shù)碼管不顯示）。搶答經(jīng)過(guò)編碼，鎖存，分別進(jìn)行了一次反碼操作所以最后輸入到74ls48的數(shù)據(jù)能正確顯示搶答的編號(hào)。</p><p><b>　　端

10、口狀態(tài)分析：</b></p><p>　　報(bào)警部分由兩塊NE555構(gòu)成，一塊NE555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路用作定時(shí)器，一塊NE555構(gòu)成多諧振蕩電路此處用于輸出占空比一定的脈沖驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲。當(dāng)復(fù)位時(shí)，74ls00輸出出現(xiàn)一個(gè)負(fù)脈沖后變?yōu)楦唠娖?，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路中5V電源對(duì)C2進(jìn)行充電后放點(diǎn)，充電常數(shù)便是定時(shí)的時(shí)長(zhǎng)T=1.1R16*C2，此時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸出由仿真圖中的紅線表示，控制了后面多諧振蕩電路輸

11、出脈沖的有效時(shí)間。</p><p>　　A1構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率為：</p><p>　　f0=1/(R18+R19)*C3*ln2=1.43/(R18+R19)*C3</p><p>　　2：計(jì)分電路部分原理圖：</p><p><b>　　原理分析：</b></p><p>　　74ls1

12、92為可預(yù)制數(shù)同步可逆十進(jìn)制雙時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，設(shè)計(jì)目標(biāo)是要求是設(shè)置一個(gè)計(jì)分電路，每組開(kāi)始預(yù)制100分，由主持人計(jì)分，答對(duì)一次加10分，答錯(cuò)一次減10分。要顯示三位數(shù)所以選用了三塊數(shù)碼管，最低位始終顯示零，實(shí)際上就只需要完成兩位數(shù)的可加可減的計(jì)分電路，因此用兩塊192，一塊為低位一塊作為高位。</p><p>　　此計(jì)分電路有三種模式：置數(shù)，清零，加減操作所以清零開(kāi)關(guān)位置如如圖所示。</p><p&

13、gt;　　清零模式：CLR為有效電平高電平，所以該端口的常態(tài)為低電平。</p><p>　　置數(shù)模式：要求CLR清零端為無(wú)效狀態(tài)及為低電平，置數(shù)端PL為低電平有效狀態(tài)，將低位輸入P0，P1,P2，P3的值0000置入，使得輸出Q0，Q1，Q2，Q3為0000,；將高位輸入P0，P1，P2，P3的值0001置入，使得輸出Q0，Q1，Q2，Q3為0001，PL常態(tài)為高電平，所以置數(shù)開(kāi)關(guān)位置如如圖所示。</p&g

14、t;<p>　　加減模式：通過(guò)給低位192的CPu（CPd）一個(gè)正跳變沿既可以實(shí)現(xiàn)加（減）1的操作，進(jìn)位（借位）TCu（TCd）輸出到高位192的加（減）輸入端。再并行輸出到74ls48譯碼進(jìn)而通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。因?yàn)橛蛇壿嬚嬷当砜芍?，在加（減）操作的時(shí)候，減（加）的計(jì)數(shù)端應(yīng)該為高，所以計(jì)數(shù)端的常態(tài)為高電平，所以電路的開(kāi)關(guān)的位置如圖中所示。</p><p><b>　　五：實(shí)驗(yàn)儀器、工具&