數(shù)字電路課程設(shè)計--搶答器

1、<p>　　數(shù)字電路課程設(shè)計報告書</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)定的時間內(nèi)進(jìn)行搶答,可以數(shù)字顯示搶答者的序號,并配有相應(yīng)的燈光指示.對犯規(guī)的搶答者,除用燈光報警外,還應(yīng)顯示出犯規(guī)者的序號,若規(guī)定搶答時間已過,要求告示

2、任何輸入的搶答信號君無效,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效；</p><p>　　2．搶答時間為10秒，在此期間內(nèi)的搶答視為有效，并用燈指示；</p><p>　　3．搶答開始前及計時結(jié)束后搶答無效，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</b></p><p><b>　　1. 時鐘電路</b></p><p>　　時鐘電路采用555產(chǎn)生1Hz的脈沖信號，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來實現(xiàn)，當(dāng)74

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

5、能。 </p><p><b>　　譯碼電路：</b></p><p>　　當(dāng)某個隊員正常搶答上以后，要顯示他的編碼號，必須把該信號轉(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.計時電路：</b></p><p>　　計時電路采用161芯片，產(chǎn)生10秒的倒計時</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>　　計時到0后，由主持人電路產(chǎn)生置數(shù)信號，使161載入初值0110.</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　　4. 計數(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，搶答器電路產(chǎn)生的S信號，計時器產(chǎn)生的T信號，輸出各復(fù)位和使能信號。</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，紅色表示搶答無效。</p><p>　　A.當(dāng)搶答開始并且及時未到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)搶答未開時或計時已結(jié)束，搶答無效，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>　　將個部分電路連好，得到下圖：</p><p><b>　　8.

11、心得體會：</b></p><p>　　在實習(xí)的過程中遇到的問題相當(dāng)多，但問題主要體現(xiàn)在以下這幾方面：</p><p>　?。?）邏輯問題：主要是因為對電路的設(shè)計不夠全面，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>　?。?）連線過程中的問題：如短路問題，串線問題。</p><p>　　對于短

12、路問題通常用以下方法就可以解決：A用萬用表測量相對應(yīng)的管腳是否連通；B用萬用表測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)短路問題。</p><p>　　對于串線問題通常用以下方法就可以解決：A仔細(xì)對照連線圖與實際電路，查找連線中是否有不應(yīng)有的節(jié)點；在實際連線中我們經(jīng)常因在線路板中插錯行、列而引發(fā)串線問題。B用萬用表測量管腳

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)串線問題。C可以通過電路反映出的現(xiàn)象推出串線的位置。</p><p>　?。?）布局問題：布局都于此次實習(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——計數(shù)電路剩余的地方太小了，從而后面的連線看起來相當(dāng)混亂。</p><p>　?。?）芯片問題與面包板接觸問題：一般在排除以上問題后可能就是芯片問題與面包板接觸問題——一般

14、是因為面包板接觸不良或芯片已壞導(dǎo)致；如在連CP電路時經(jīng)檢查線路，邏輯都無錯誤時我懷疑是芯片有問題，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)分析問題很可能是因為只有那一片芯片的“腳”與面包板接觸良好，因為其它的芯片在其它面包板上可以產(chǎn)生正常的脈沖（在其它模塊中也遇到了類似的問題）——對于這樣的問題我一般會在相應(yīng)的洞洞添上細(xì)銅絲，在對芯片的管腳做相應(yīng)的“處理”就行。當(dāng)然在實習(xí)的過程中也遇到芯片壞了

15、的問題——只須換一塊好的芯片就解決了。</p><p>　　通過一周多的課程設(shè)計，我不僅加深了對數(shù)字電路知識的理解，而且學(xué)會了硬件電路的設(shè)計，仿真和檢測的基本方法。</p><p>　　一直以來，不論是學(xué)習(xí)CPLD還是單片機，我都是通過軟件編程來實現(xiàn)需要的功能，直到這次課程設(shè)計，我才體會到硬件設(shè)計遠(yuǎn)比軟件編程復(fù)雜的多。剛開始設(shè)計的時候，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)動電壓，不會設(shè)計芯片的外圍電路，使設(shè)計陷入了僵局。通過上網(wǎng)查資料，一次又一次嘗試，慢慢在軟件上把電路搭起來?？墒菑能浖抡娴接布崿F(xiàn)仍然不易。軟件仿真畢竟是理想情況下的試驗，而實際中會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影響最后的結(jié)果。</p><p>　　通過這次設(shè)計實習(xí)，讓我真正理解了書本上知識，也讓我知道我們課本上的知識在實際中怎么應(yīng)用，理論聯(lián)系實踐，相互關(guān)系。通過此次設(shè)計，我

17、對理論知識的學(xué)習(xí)有了很大的興趣，現(xiàn)在我可以主動的去學(xué)習(xí)，我明白自己該學(xué)習(xí)那個方面，重點是什么。我也掌握的了在理論中遇到問題，應(yīng)該怎樣去解決，在實際中遇到迷團(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》 清華大學(xué)出版社</p><p>　　《數(shù)字電路實驗》

18、 電子工業(yè)出版社</p><p>　　《數(shù)字電路邏輯設(shè)計》（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 過程考核表</p&