第一篇：數(shù)字搶答器(數(shù)字電路)

一、摘 要：數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路，以上兩部分組成主體電路。通過(guò)定時(shí)電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路。經(jīng)過(guò)布線、焊接、調(diào)試等工作后數(shù)字搶答器成形。

關(guān)鍵字： 搶答電路 定時(shí)電路 報(bào)警電路 時(shí)序控制

Summary The figure vies for the answering device by the subject circuit and expands the circuit to make up.Have priority in code circuit , latch , decipher circuit and export the input signal of the entrant team on the display;Starting the warning circuit with the control circuit and host's switch, two the above-mentioned parts make up the subject circuit.Through timing circuit and decipher second signal function while outputs and realizes counting on the displaying that pulse produce circuit, form and expand the circuit.Through connect up , weld , debug figure vie for answering device take shape after the work.Key word： Vie for answering the circuit Timing circuit Warning circuit Time sequence controlling

二、目 錄

摘要??????????????????????????????? Ⅰ

Abstract??????????????????????????????Ⅱ

一、引論????????????????????????????1

三、實(shí)驗(yàn)部分 1)、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

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)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(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LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，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)“開始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。

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)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。2)、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 l只。

4.電容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。

5.三極管 3DG12 1只。

6.其它：發(fā)光二極管2只，共陰極顯示器3只

三、方案論證與比較：與普通搶答器相比，本作品有以下幾方面優(yōu)勢(shì)：

1、具有清零裝置和搶答控制，可由主持人操縱避免有人在主持人說(shuō)“開始”前提前搶答違反規(guī)則。

2、具有定時(shí)功能，在30秒內(nèi)無(wú)人搶答表示所有參賽選手獲參賽隊(duì)對(duì)本題棄權(quán)。3、30秒時(shí)仍無(wú)人搶答其報(bào)警電路工作表示搶答時(shí)間耗盡并禁止搶答。

四、總體設(shè)計(jì)思路：

（一）設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：

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)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(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LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，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)“開始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。

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)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。

（二）設(shè)計(jì)原理與參考電路 1．?dāng)?shù)字搶答器總體方框圖

如圖11、1所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(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；主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布“開始”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“開始”狀態(tài)開關(guān)。

五、多功能硬件與軟件設(shè)計(jì)及其理論分析與計(jì)算： 各單元部分電路設(shè)計(jì)如下：

(1)搶答器電路

參考電路如圖２所示。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。工作過(guò)程：開關(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)開關(guān)S置于“開始”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)，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關(guān)重新置“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。74LS148為８線－３線優(yōu)先編碼器，表1為其功能表。

表１ 74LS148的功能真值表

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)，具體電路如圖3所示。表2為74192的真值表。

（3）報(bào)警電路

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。

4）時(shí)序控制電路

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主持人將控制開關(guān)撥到“開始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。②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。

③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。

根據(jù)上面的功能要求以及圖 2，設(shè)計(jì)的時(shí)序控制電路如圖 5所示。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。圖11、4的工作原理是：主持人控制開關(guān)從“清除”位置撥到“開始”位置時(shí)，來(lái)自于圖11、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)，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。

六、系統(tǒng)的組裝與調(diào)試及測(cè)試方法：

3塊實(shí)驗(yàn)電路板分別做成數(shù)字搶答器電路、可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路、報(bào)警電路及時(shí)序控制電路，根據(jù)EWB仿真電路及工程上的可操作性布置芯片、元件、導(dǎo)線等。

在焊接過(guò)程中，由于經(jīng)驗(yàn)不足多次發(fā)生虛焊或者相鄰焊點(diǎn)接觸導(dǎo)致短路等事故，心急時(shí)也有小組成員被電烙鐵燙傷的事發(fā)生。

制作的第一塊板即數(shù)字搶答電路板一開始測(cè)試時(shí)不能工作，又由于沒(méi)有穩(wěn)壓電源而不能檢驗(yàn)。情急之下，靈機(jī)一動(dòng)，把3節(jié)干電池制成4.5伏電壓源，又用萬(wàn)用表逐點(diǎn)排查，原來(lái)有虛焊的點(diǎn)。找出原因后并排斥故障后，電路板正常工作。深感欣慰！

制作第2塊板即可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路時(shí)，3位成員都已有了自我感覺(jué)十分嫻熟的焊接技術(shù)，不料忙中出錯(cuò)，重蹈覆轍，又有虛焊點(diǎn)。遂相互提醒，前事不忘，后事之師。

七、EWB仿真圖：

由于EWB中沒(méi)有74LS121，并且沒(méi)有可以代替的74LS221，故時(shí)序控制電路的仿真無(wú)法完成。

八、儀器： 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 l只。

4.電容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。5.三極管 3DG12 1只。

6.其它：發(fā)光二極管2只，共陰極顯示器3只。

九、擴(kuò)展功能：

1、可以設(shè)計(jì)聲控裝置，在主持人說(shuō)開始時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成清零并開始計(jì)時(shí)的功能。

2、在主持人讀題的過(guò)程中，禁止搶答，可以在主持人控制的開關(guān)上另接一個(gè)與圖2一樣的電路，即可實(shí)現(xiàn)“違規(guī)者可見(jiàn)”的功能，即在主持人讀題時(shí)如果有人違反比賽規(guī)定搶先按動(dòng)按鈕，顯示器可以顯示是哪個(gè)參賽隊(duì)搶先，便于作出相應(yīng)的處理。

如果提供相應(yīng)的器材及時(shí)間上的寬限，我想我們已定可以完成上述擴(kuò)展功能，進(jìn)一步完善我們的作品。

十、心得體會(huì)：

經(jīng)歷數(shù)星期的電子競(jìng)賽眼看塵埃落定，感覺(jué)忍不住要長(zhǎng)出一口氣。我們組的3位成員除學(xué)習(xí)外均有一定的日常工作，數(shù)日來(lái)，為了這個(gè)競(jìng)賽可謂廢寢忘食，在實(shí)驗(yàn)室里日出而作，日落不息。將所有的課余時(shí)間均奉獻(xiàn)給了這個(gè)比賽。

結(jié)果怎樣已然不再重要，在這幾日里，我們經(jīng)歷了階段性成功的狂喜、測(cè)試失敗后的絕望、陷入困境時(shí)的不知所措，重新投入的振作。這樣的比賽是無(wú)法孤軍作戰(zhàn)的，只有通力合作才有可能成功。3位成員在數(shù)日里的朝夕相伴中培養(yǎng)出了無(wú)與倫比的默契和深厚的友誼。

由于前幾次去實(shí)驗(yàn)室比較晚，結(jié)果沒(méi)有空余的電腦可供使用，我們商量后，決定早上6點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室。于是，在零下的溫度下，我們陸續(xù)到達(dá)。途中數(shù)次感嘆，早晨的空氣真好。

除此之外，我們學(xué)會(huì)了焊接電路板，掌握了書本以外的電子技術(shù)知識(shí)，培養(yǎng)了專心致志的工作學(xué)習(xí)習(xí)慣，懂得了相互之間的理解與體諒，可謂獲益匪淺。

如果非要用一句話來(lái)概括我們的體會(huì)的話，那只能是：痛并快樂(lè)著。

十一、致謝：

感謝電氣工程學(xué)院提供者次比賽的機(jī)會(huì)；感謝長(zhǎng)通公司提供電子器件；感謝電子實(shí)習(xí)基地提供場(chǎng)所及工具；感謝電子信息系主任王建元老師在我們陷入困境時(shí)的點(diǎn)撥；感謝我隊(duì)指導(dǎo)于建立同學(xué)對(duì)我們的切實(shí)指導(dǎo)；感謝02級(jí)學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們?cè)趯?shí)驗(yàn)室對(duì)我們的幫助與鼓勵(lì)。

十二、參考文獻(xiàn)：

1、《電子技術(shù)基礎(chǔ).數(shù)字部分（第四版）》

高等教育出版社2003年3月 主編：康華光

2、《74系列芯片手冊(cè)》

重慶大學(xué)出版社 1999年9月 主編：李海

圖11、1數(shù)字搶答器框圖

表１０、１

11、２ 數(shù)字搶答器電路

74LS148的功能真值表

圖

2)定時(shí)電路

圖11、3 可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路

圖11、4 報(bào)警電路

圖 11、5 時(shí)序控制電路

第二篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)--數(shù)字搶答器

智力競(jìng)賽搶答器

一、本次課程設(shè)計(jì)目的

1．結(jié)合所學(xué)的數(shù)字電路的理論知識(shí)來(lái)完成數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)。

2．在數(shù)字電路的課程設(shè)計(jì)中，熟悉數(shù)字電路的邏輯設(shè)計(jì)過(guò)程以及集成電路的使用。

3．學(xué)會(huì)利用一些沒(méi)學(xué)過(guò)的IC來(lái)設(shè)計(jì)電路。4。學(xué)會(huì)用軟件方法仿真電路。

二、本次課程設(shè)計(jì)安排

1、時(shí)間安排

略。

2、地點(diǎn)安排

S2403實(shí)驗(yàn)室。

智力競(jìng)賽搶答器 設(shè)計(jì)目的

（1）熟悉集成電路的引腳安排及使用方法。（2）掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。（3）了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法。（4）了解數(shù)字搶答器的組成及工作原理。（5）熟悉數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)與制作。（6）學(xué)會(huì)用軟件方法仿真電路。設(shè)計(jì)思路

（1）設(shè)計(jì)搶答器電路。

（2）設(shè)計(jì)可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路。（3）設(shè)計(jì)報(bào)警電路。（選做）（4）設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路。（選做）設(shè)計(jì)過(guò)程

3.1方案論證 數(shù)字搶答器總體方框圖如圖1所示。button，sw-spdt

圖 1 數(shù)字搶答器框圖

其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(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；主持人將開關(guān)置于“開始”狀態(tài)，宣布“開始”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“開始”狀態(tài)開關(guān)。3.2電路設(shè)計(jì)

搶答器電路如圖2所示。

圖2 數(shù)字搶答器電路

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。工作過(guò)程：開關(guān)S置于“清除”端時(shí)，RS觸發(fā)器的R端均為０，４個(gè)觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的ST＝０，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S置于“開始”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Y2Y1Y0?010,YEX?0,經(jīng)RS鎖存后，1Q=1，BI=1，74LS48處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，1Q＝１，使74LS148ST＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時(shí)，74LS148的YEX?1,此時(shí)由于仍為1Q＝１，使ST＝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)，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關(guān)重新置于“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。

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)。

圖 可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路

報(bào)警電路如圖4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。

圖報(bào)警電路

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 主持人將控制開關(guān)撥到“開始”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)。

② 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。③ 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ST。

圖5的工作原理是：主持人控制開關(guān)從“清除”位置撥到“開始”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ST=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ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，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，ST=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。

圖時(shí)序控制電路

4系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果

（1）組裝調(diào)試搶答器電路。

（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)。

（3）調(diào)試報(bào)警電路。

（4）定時(shí)搶答器的聯(lián)調(diào)，注意各部分電路之間的時(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。

5主要儀器與設(shè)備

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。

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—l只。

電 容： 0.1uF—1只，10 uF—2只，100 uF—1只。三極管： 3DG12—1只。（3DG12為普通高頻小功率NPN型硅(材料)三極管，特征頻率100MHZ，集電極最大直流耗散功率0.7W，0.3A/20V。）

其 它： 發(fā)光二極管—2只，共陰極顯示器—3只。

6設(shè)計(jì)體會(huì)與建議

6.1設(shè)計(jì)體會(huì)

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)椋賹?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。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。此外，本實(shí)驗(yàn)也可通過(guò)EDA軟件MAX PLUSⅡ?qū)崿F(xiàn)。通過(guò)這次學(xué)習(xí)，讓我對(duì)各種電路都有了大概的了解，所以說(shuō)，坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。6.2對(duì)設(shè)計(jì)的建議

我希望老師在我們動(dòng)手制作之前應(yīng)先告訴我們一些關(guān)于所做電路的資料、原理，以及如何檢測(cè)電路的方法，還有關(guān)于檢測(cè)芯片的方法。這樣會(huì)有助于我們進(jìn)一步的進(jìn)入狀態(tài)，完成設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)

[1] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，1999年

[2] 彭華林等編.數(shù)字電子技術(shù)[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2004年 [3] 金唯香等編.電子測(cè)試技術(shù)[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2004年 [4] 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，北京交通大學(xué)出版社，2005年

[5] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2001年

1Hz脈沖發(fā)生電路

第三篇：數(shù)字邏輯數(shù)字搶答器

《數(shù)字邏輯》課程設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)號(hào)：

姓名：

班級(jí)：

指導(dǎo)老師：

一、簡(jiǎn)要說(shuō)明

在進(jìn)行智力競(jìng)賽搶答時(shí)，需要參賽者分成若干組進(jìn)行搶答，究竟是誰(shuí)先誰(shuí)后單憑主持人的眼睛是很難判斷的；在提問(wèn)或回答時(shí)，往往都要有時(shí)間限制；另外，犯規(guī)要發(fā)出一種特殊的信號(hào)，以便主持人看得清、聽(tīng)得到。要完成上述功能，需要一種“搶答器”。

二、任務(wù)和要求

1、設(shè)計(jì)要求

（1）搶答開始后，搶答器能準(zhǔn)確地判斷出搶先者。并發(fā)出聲光報(bào)警，3秒后自動(dòng)熄滅。（2）搶答器具有互鎖功能，某組搶答后能自動(dòng)封鎖其他各組的搶答信號(hào)。

（3）搶答具有限時(shí)功能。顯示檔次分別為5s、10s、15s，時(shí)間到時(shí)發(fā)出聲響，同時(shí)，時(shí)間要用數(shù)碼管顯示出來(lái)。

（4）搶答者犯規(guī)或違章（主持人未說(shuō)“開始搶答”時(shí)，參賽者搶先按鈕）時(shí)，應(yīng)自動(dòng)發(fā)出警告信號(hào)，以指示燈閃為標(biāo)志。（5）系統(tǒng)應(yīng)具有一個(gè)總復(fù)位開關(guān)。

2、采用的器件：

74273，74160，74244，7446，相應(yīng)的門器件；軟件：maxplus2。

三、設(shè)計(jì)思想、1、電路結(jié)構(gòu)

根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，將智力競(jìng)賽搶答器劃分成四個(gè)子系統(tǒng)和一個(gè)控制器。輸入子系統(tǒng)由搶答鍵和鎖存電路組成；時(shí)間顯示子系統(tǒng)由計(jì)時(shí)電路、動(dòng)態(tài)掃描譯碼電路和LED數(shù)碼管組成；席位指示子系統(tǒng)由席位燈驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)光二極管組成；時(shí)鐘子系統(tǒng)由時(shí)鐘信號(hào)源、分頻器組成；控制器由啟動(dòng)鍵、啟動(dòng)電路、判斷電路和復(fù)位電路組成。

2、輸入、輸出信號(hào)特征

智力競(jìng)賽搶答器的輸入信號(hào)是由啟動(dòng)鍵和搶答鍵產(chǎn)生。啟動(dòng)鍵和搶答鍵可產(chǎn)生短暫的單步脈沖信號(hào)。輸出信號(hào)是席位指示燈驅(qū)動(dòng)信號(hào)和LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)信號(hào)。前者高點(diǎn)平有效，后者低電平有效。

3、主要技術(shù)性能指標(biāo)（1）選手席位數(shù)量：8個(gè)

（2）席位指示燈：LED發(fā)光二極管。正常搶答時(shí)燈亮，犯規(guī)搶答時(shí)燈閃。（3）強(qiáng)大時(shí)間范圍：0s~30s（4）時(shí)間顯示方式：LED數(shù)碼管，兩位，共陰極，動(dòng)態(tài)掃描。（5）搶答速度識(shí)別時(shí)間：1/1000s（6）按鍵鎖定方式：自動(dòng)（7）復(fù)位方式：自動(dòng)，延遲時(shí)間為9s

四、設(shè)計(jì)步驟：

1、啟動(dòng)電路：

啟動(dòng)電路由D觸發(fā)器和與門組成。主持人按下啟動(dòng)鍵時(shí)，從START端輸入一個(gè)脈沖，D觸發(fā)器被置成1狀態(tài)，即Q=1，表示選手可以搶答，同時(shí)計(jì)時(shí)電路開始計(jì)數(shù)，若主持人未按下啟動(dòng)鍵就有選手搶答，F(xiàn)=1，表示搶答犯規(guī)，經(jīng)反相后時(shí)候使S=0，啟動(dòng)電路處于保持狀態(tài)，再按啟動(dòng)鍵無(wú)效。/CLRN為清零端，與復(fù)位電路輸出端/END9連接，低電平有效。電路圖如下所示：

2、鎖存電路：

由74273和與門組成。D1~D8與搶答鍵電路輸出端連接，輸出端Q1~Q8與席位燈驅(qū)動(dòng)電路連接。S連接判斷電路輸出端/OFF。沒(méi)有搶答，OFF=1，S=1，74273工作在置數(shù)狀態(tài)。D1~D8對(duì)應(yīng)的有一個(gè)為1，在CLK作用下，被置入觸發(fā)器。OFF=0，74273處于保持狀態(tài)。時(shí)鐘信號(hào)頻率為1HZ，搶答速度識(shí)別為1/1000。低電平有效。電路圖如下：

3、判斷電路：

判斷電路由若干個(gè)門電路組成。輸出端D1~D8與鎖存電路端輸出端Q1~Q8連接。使能端S連接啟動(dòng)電路輸出端Q。Q=1時(shí)，S=Q=1.若D1~D8中有1狀態(tài)，則T=1，F(xiàn)=0，表示被鎖存的信號(hào)是搶答信號(hào)。T=1，計(jì)時(shí)電路停止計(jì)數(shù)；Q=0時(shí)，S=0，若D1~D8中有1狀態(tài)，則T=0，F(xiàn)=1，表示被鎖存的信號(hào)是犯規(guī)信號(hào)。T=1或F=1輸出端/OFF狀態(tài)均為0，使鎖存電路處于保持狀態(tài)，而此時(shí)復(fù)位電路則為計(jì)數(shù)狀態(tài)。電路圖如下：

4、席位驅(qū)動(dòng)電路：

由若干與門和或門組成。A1~A8與鎖存電路Q1~Q8相連。L1~L8與8個(gè)二極管連 接。CLK接入1HZ的時(shí)鐘信號(hào)。T=1,S1=1, A1~A8中有一個(gè)輸入為1，對(duì)應(yīng)的輸出狀態(tài)也是1，發(fā)光二極管亮；F=1，S2=1，狀態(tài)為1的輸入端所對(duì)應(yīng)的輸出端輸出1HZ的時(shí)鐘信號(hào)，發(fā)光二極管閃爍。電路圖如下：

5、計(jì)時(shí)電路：

兩片74160連接成一個(gè)同步三十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，輸出端與動(dòng)態(tài)掃描譯碼電路連接。使能端S,STOP和/CLRN分別連接啟動(dòng)電路輸出端Q、判斷電路輸出端T和復(fù)位電路輸出端/END9。按下啟動(dòng)鍵時(shí)，Q=1，T=0，/END9=1，則S=Q=1，STOP=T=0，/CLRN=/END9=1，電路處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，對(duì)CLK端輸入的1HZ 時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，Q6~Q1端依次輸出000000（00）~110000（30）。計(jì)數(shù)到110000（30s）時(shí)，END30端狀態(tài)由0跳變?yōu)?，電路進(jìn)入保持狀態(tài)，同時(shí)啟動(dòng)復(fù)位電路。若在計(jì)數(shù)過(guò)程中有選手搶答，則T=1，STOP=T=1，計(jì)時(shí)電路停止計(jì)數(shù)，進(jìn)入保持狀態(tài)。/CLRN為清零端，與復(fù)位電路輸出端/END9連接，低電平有效。電路圖如下所示：

6、動(dòng)態(tài)掃描譯碼電路：

由74244和DEL(自定義)組成，輸入端D1~D 6與計(jì)時(shí)電路輸出端Q6~Q1連接，輸出端QA~QG與兩個(gè)七段LED數(shù)碼管陰極連接，E1、E2分別與秒個(gè)位和秒十位數(shù)碼管的陽(yáng)極連接。74244輸出由CLk輸入的1HZ時(shí)鐘信號(hào)控制，低電平輸出高4位數(shù)據(jù)，高電平輸出低4位數(shù)據(jù)，并經(jīng)DEL進(jìn)行譯碼，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)數(shù)碼管顯示00~30s。

DEL代碼： SUBDESIGN del(num[3..0]:INPUT;a,b,c,d,e,f,g:OUTPUT;)BEGIN TABLE num[3..0]=>a,b,c,d,e,f,g;

H“0”=>1,1,1,1,1,1,0;H“1”=>0,1,1,0,0,0,0;H“2”=>1,1,0,1,1,0,1;H“3”=>1,1,1,1,0,0,1;H“4”=>0,1,1,0,0,1,1;H“5”=>1,0,1,1,0,1,1;H“6”=>1,0,1,1,1,1,1;H“7”=>1,1,1,0,0,0,0;H“8”=>1,1,1,1,1,1,1;H“9”=>1,1,1,1,0,1,1;H“A”=>1,1,1,0,1,1,1;H“B”=>0,0,1,1,1,1,1;H“C”=>1,0,0,1,1,1,0;H“D”=>0,1,1,1,1,0,1;H“E”=>1,0,0,1,1,1,1;H“F”=>1,0,0,0,1,1,1;END TABLE;END;電路圖如下：

7、復(fù)位電路：

74160接成一個(gè)同步九進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。電路的工作狀態(tài)由判斷電路輸出端輸出端T,F和計(jì)時(shí)電路輸出端END9控制。這三個(gè)輸出端的狀態(tài)只要有一個(gè)為1，使/CLRN=1，電路對(duì)CLK 端輸入的1HZ時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)。第九個(gè)脈沖到達(dá)時(shí)，輸出端/END9狀態(tài)由1變?yōu)?，用其將啟動(dòng)電路、鎖存電路和計(jì)時(shí)電路復(fù)位。若T,F和END9的狀態(tài)全為0，/CLRN=0，電路復(fù)位，不工作。電路圖如下所示：

8、分頻器：

通過(guò)分頻器將頻率分為1HZ和1KHZ。利用代碼來(lái)寫。module fdiv(clk,clk1khz,clk1hz);input clk;output clk1khz,clk1hz;reg clk1khz,clk1hz;integer cnt1;integer cnt2;always @(posedge clk)begin //if(ct1<9999)if(cnt1<19)begin cnt1 = cnt1 + 1;clk1khz<=1'b0;end else begin cnt1 = 0;clk1khz<= 1'b1;end end always @(posedge clk1khz)begin //if(cnt2<999)if(cnt2<9)begin cnt2 = cnt2 + 1;clk1hz<= 1'b0;end else begin cnt2 = 0;clk1hz<= 1'b1;end end endmodule 電路圖如下：

9、總電路圖：

五、模擬結(jié)果及分析：

1、模擬結(jié)果：

2、電路工作原理：

主持人按下啟動(dòng)鍵后，啟動(dòng)電路輸出信號(hào)Q為高電平，計(jì)時(shí)電路開始對(duì)1HZ時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)譯碼后顯示計(jì)時(shí)時(shí)間（00s~30s）。當(dāng)某選手按下?lián)尨疰I時(shí)（高電平有效），該信號(hào)被鎖存電路保存起來(lái)，并經(jīng)過(guò)席位燈驅(qū)動(dòng)電路輸出高電平，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管亮，表示正常搶答。同時(shí)，判斷電路輸出信號(hào)T為高電平，使計(jì)時(shí)電路停止計(jì)數(shù)，鎖存電路處于保持狀態(tài)，其他各組選手再按鍵無(wú)效。若沒(méi)有選手按下?lián)尨疰I，計(jì)時(shí)到30s時(shí)，計(jì)時(shí)自動(dòng)停止，輸出信號(hào)END30為高電平；如果啟動(dòng)鍵未按下，某選手就按下?lián)尨疰I，鎖存電路將該信號(hào)保存，并經(jīng)過(guò)席位燈驅(qū)動(dòng)電路輸出1HZ時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管閃爍，表示搶答犯規(guī)，同時(shí)判斷電路輸出信號(hào)F為高電平，使鎖存電路、啟動(dòng)電路處于保持狀態(tài)，再按搶答鍵、啟動(dòng)鍵無(wú)效。

復(fù)位電路工作狀態(tài)由判斷電路和計(jì)時(shí)電路控制。當(dāng)輸出信號(hào)T，F(xiàn)或END30有一個(gè)為高電平時(shí)，電路處于計(jì)時(shí)狀態(tài)，經(jīng)過(guò)9s延時(shí)，/END9端輸出一個(gè)低電平信號(hào)，將啟動(dòng)電路、鎖存電路和計(jì)時(shí)電路復(fù)位。分頻器可將時(shí)鐘信號(hào)源輸出的高頻率時(shí)鐘信號(hào)分頻為1HZ和1KHZ時(shí)鐘信號(hào)，1HZ時(shí)鐘信號(hào)用于計(jì)時(shí)和席位閃爍，1KHZ時(shí)鐘信號(hào)用于動(dòng)態(tài)掃描譯碼控制和搶答速度識(shí)別。

六、心得體會(huì)：

數(shù)字搶答器是我們第一次接觸計(jì)算機(jī)硬件自己設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)，將理論應(yīng)用到實(shí)踐中，經(jīng)歷了從茫然到查閱資料最終豁然開朗的過(guò)程。

搶答器主要包括了74160，74244，自定義的分頻器以及del和門器件組成，考慮了 在搶答過(guò)程中遵守規(guī)則或者犯規(guī)，而且當(dāng)有選手答題時(shí)，再搶答則對(duì)應(yīng)的燈就不會(huì)亮。

我覺(jué)得做課程設(shè)計(jì)一定要細(xì)心，認(rèn)真，有耐心，有恒心。不放過(guò)任何一個(gè)細(xì)節(jié)，電路圖做到分毫不差才能仿真出想要的結(jié)果！

經(jīng)過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，對(duì)本門課有了進(jìn)一步的了解，對(duì)MAX+plus軟件的使用有了更好的認(rèn)識(shí)，更好的鍛煉了動(dòng)手能力，更好的了解了EDA-V實(shí)驗(yàn)箱的功能。相信這對(duì)我們以后的學(xué)習(xí)生活都有很大的幫助。

第四篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)四路搶答器附proteus仿真下載

寧波理工學(xué)院

數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)（論文）

題 目 基于74LS171的競(jìng)賽搶答器電路分析

姓名

學(xué)號(hào) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師

學(xué) 院 信息科學(xué)與工程學(xué)院

完成日期 2013年6月6日

I Proteus文件下載地址

：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3232147993&uk=1662325156

摘 要

74LS系列芯片在生活中有廣泛的應(yīng)用。

其中“74”指的是商用器件，與“54”是軍用不同，它的適用溫度范圍為0℃ ～ 70℃；而軍用的適用溫度范圍要廣為-55℃～125℃。

LS等是子系列名稱。L:低功耗;H:高速;S:肖特基;LS:低功耗消特基;ALS:先進(jìn)低功耗肖特基;AS:先進(jìn)肖特基;LS：低功耗消特基

即74LS為商用低功耗肖特基系列。本競(jìng)賽搶答器主要用到74LS171芯片。本課題設(shè)計(jì)是“四人搶答器”。主要是通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)掌握四人搶答器電路的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)原理圖。并學(xué)會(huì)用proteus做出四人搶答器電路的仿真與分析。且通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)用不同的芯片設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的搶答器電路。

關(guān)鍵詞：競(jìng)賽搶答器；單周期脈沖信號(hào)；74LS171

II

III

第1章

電路介紹

1.1 主要器件介紹

本次實(shí)驗(yàn)是以四人搶答電路為例。四人參加比賽，沒(méi)人一個(gè)按鈕，其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，并且之后按下的按鈕不起作用。

競(jìng)賽搶答器以74LS171四D觸發(fā)器為核心器件設(shè)計(jì)四人競(jìng)賽搶答電路。74LS171內(nèi)部包含了四個(gè)D觸發(fā)器，各輸入、輸出以序號(hào)相區(qū)別，如下圖：

其中CLK端為時(shí)鐘端，MR為清零端（低電平有效）。

1.2 部分電路設(shè)計(jì)

按鍵設(shè)置模塊，設(shè)計(jì)為按鍵懸空是，D0?..D3接地，沒(méi)有向該端口發(fā)送脈沖信號(hào)。按鍵另一端接電源，按鍵按下，電源脈沖信號(hào)送到D0?..D3端口。（R1,R2,R3,R4，R5,R6,R7,R8為330歐姆。R9為100歐姆。）

本次實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)是其中一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，之后按下的按鈕不起作用。要起到這樣的作用設(shè)計(jì)了兩個(gè)“與非”門電路。當(dāng)按鍵按下后，最先按下的Q端輸出信號(hào)為1，那么Q非為0，這里采用“與非”門，即便其余按鍵按下后，有一個(gè)輸出信號(hào)為0，那么一與非輸出為1，這就使得74LS171時(shí)鐘端被封住了，此后其他輸入信號(hào)對(duì)系統(tǒng)輸出不起作用了。輸出的信號(hào)1在經(jīng)過(guò)與非門輸出信號(hào)0，它與時(shí)鐘信號(hào)再與非，那么時(shí)鐘信號(hào)輸出信號(hào)均為1。（這里用到74LS20和74LS00）

電路顯示部分為四個(gè)發(fā)光二極管，串聯(lián)著四個(gè)330歐姆的電阻。

其中清零信號(hào)用于賽前清零。清零后四個(gè)二極管均熄滅，電路反向輸出均為1，時(shí)鐘端“與”門開啟，等待輸入信號(hào)。

第2章 競(jìng)賽搶答電路分析

當(dāng)按下#1后，D1發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，同時(shí)系統(tǒng)的時(shí)鐘輸入端被鎖定。再按其余按鍵，均無(wú)反應(yīng)。

第3章 總結(jié)與展望

本課題設(shè)計(jì)是“四人搶答器”。主要是通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)掌握四人搶答器電路的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)原理圖。并學(xué)會(huì)用proteus做出四人搶答器電路的仿真與分析。且通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)用不同的芯片設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的搶答器電路

本次電路設(shè)計(jì)重在原理圖的設(shè)計(jì)，并研究了制作流程。其難度在于一人按下按鈕后，相應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，之后按下的按鈕不起作用。本次實(shí)驗(yàn)聰明的利用了與非門電路，有效的解決了這一問(wèn)題。其次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用74LS171芯片，拓展了對(duì)74系列其他芯片的了解。本次實(shí)驗(yàn)可以很好的拓展，學(xué)會(huì)利用不同型號(hào)的芯片來(lái)制作搶答器。實(shí)驗(yàn)給我的收獲很多，充分的想辦法解決問(wèn)題很是關(guān)鍵，利用缺乏的資源做到相同的效果當(dāng)是我們學(xué)習(xí)的目的和解決問(wèn)題的途徑

第五篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)八路搶答器附proteus文件下載

寧波理工學(xué)院

數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)（論文）

題 目

姓名

學(xué)號(hào)

專業(yè)班級(jí) 11通信工程2班 指導(dǎo)教師

學(xué) 院 信息科學(xué)與工程學(xué)院

完成日期 2013年6月6日

I

Proteus仿真下載：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=3269742360&uk=1662325156

摘 要

八路搶答器由搶答啟動(dòng)電路、啟動(dòng)報(bào)警電路、選手編號(hào)譯碼顯示電路、復(fù)位電路組成。

搶答器主要器件有74LS148、74LS74、555定時(shí)器。

搶答器的輸入為八路搶答按鈕及主持人控制的搶答“開始”和“復(fù)位”二個(gè)按鈕。搶答器的輸出有一個(gè)發(fā)光二極管、一個(gè)數(shù)碼顯示管和一個(gè)蜂鳴器。

八路搶答器電路是基于七路搶答電路的一個(gè)改裝。相比七路搶答電路可以供更多一人搶答，雖然其中有個(gè)小問(wèn)題存在，但不影響搶答器的使用。

基于proteus，經(jīng)過(guò)元器件的選取，電路的連接，參數(shù)的設(shè)置，最終仿真等工作，最終實(shí)現(xiàn)了蜂鳴提示數(shù)碼顯示八路搶答功能。關(guān)鍵詞：競(jìng)賽搶答器；74LS148；74LS74；555定時(shí)器

第一章

電路器件介紹

（1）74LS148編碼器

74LS148 為 8 線－3 線優(yōu)先編碼器，共有 54/74148 和 54/74LS148 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，將 8 條數(shù)據(jù)線（0－7）進(jìn)行 3 線(4-2-1)二進(jìn)制（八進(jìn)制）優(yōu)先編碼，即對(duì)最高位數(shù)據(jù)線進(jìn)行譯碼。利用選通端（EI）和輸出選通端（EO）可進(jìn)行八進(jìn)制擴(kuò)展。

0－7

編碼輸入端(低電平有效)EI

選通輸入端(低電平有效)A0、A1、A2

三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)即編碼輸出端(低電平有效)GS

片優(yōu)先編碼輸出端即寬展端(低電平有效)EO

選通輸出端，即使能輸出端

II

（2）74LS74集成D觸發(fā)器

74LS74是雙D觸發(fā)器（內(nèi)部集成二個(gè)D觸發(fā)器），上升沿觸發(fā)，互補(bǔ)輸出

III

（3）555定時(shí)器

555定時(shí)器內(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 1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：低觸發(fā)端 3腳：輸出端Vo 4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。

5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。

6腳：TH高觸發(fā)端。

7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。

8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。

IV 第二章 競(jìng)賽搶答電路分析

1、仿真運(yùn)行初始狀態(tài)

剛運(yùn)行時(shí)，74LS148的各個(gè)輸入0~7應(yīng)為高電平，E1=0，A1A2A0=111.GS=1，EO=0

2、復(fù)位按鈕作用后

產(chǎn)生一個(gè)短暫的低電平，應(yīng)使電路狀態(tài)產(chǎn)生如下變化：74LS148的E1=1，即先封鎖各路搶答信號(hào)，其他狀態(tài)不變。

3、開始按鈕作用后

產(chǎn)生一個(gè)短暫的低電平，應(yīng)使電路狀態(tài)產(chǎn)生如下變化：74LS148的E1=0允許各路搶答，同是，喇叭發(fā)出嘀的聲響。

4、比七路多一路的搶答改裝

（1）74LS47有個(gè)測(cè)燈輸入端LT，當(dāng)此信號(hào)輸入低電平時(shí)，顯示8。把U6:C輸出連接到74LS47的LT端，復(fù)位后由于U6：C的一路輸出為0，另一路來(lái)自U5:A，使其在第8路搶答時(shí)為0，即把第8路搶答時(shí)低電平輸入接至U5:A的異步置位端。

（2）第八路強(qiáng)大成功后對(duì)1~7路的封鎖。U6:C輸出的低電平一方面直接給74LS47的LT，使其顯示8，另一方面經(jīng)反相器U9后變高送給或門U6:D，使其為高，接入E1，封鎖74LS148的輸入。

V

5、蜂鳴電路

555接單穩(wěn)態(tài)電路，觸發(fā)端TR接開始按鈕，當(dāng)開始按鈕按下時(shí)產(chǎn)生一個(gè)短暫的低電平，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，輸出3端產(chǎn)生一個(gè)固定高度的高電平，此信號(hào)給蜂鳴器，使之產(chǎn)生一個(gè)嘀的聲響。改變555電路的R2和C1參數(shù)，可以改變聲音的長(zhǎng)短。

VI

6、總電路圖

第3章 總結(jié)與展望

本課題設(shè)計(jì)是“八人搶答器”。主要是通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)掌握八人搶答器電路的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)原理圖。并學(xué)會(huì)用proteus做出八人搶答器電路的仿真與分析。且通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)學(xué)會(huì)用不同的芯片設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的搶答器電路。

VII 此次課程設(shè)計(jì)，從最初的只準(zhǔn)備做個(gè)簡(jiǎn)單的四路搶答器，到后來(lái)的較難的帶有顯示的七路搶答器，最終經(jīng)過(guò)連夜的改裝變成具有自己小創(chuàng)意的實(shí)用的八路電子搶答器。期間經(jīng)過(guò)重重困但，但在同學(xué)的幫助下網(wǎng)絡(luò)資源的輔助下也都一一解決了。

最終此次課程設(shè)計(jì)完成了，但是依然有小的瑕疵。比如在未按壓搶答開始按鈕時(shí)，第8路的搶答按鈕依舊可以點(diǎn)亮LED。

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