課程序號(hào)：

10693

《數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》

學(xué)

院:

工學(xué)院

專

業(yè):

電子信息工程（三校生）181班

姓

名：

陳康樂(lè)

學(xué)

號(hào):

201836170108

授課教師

:

何秀慧

提交時(shí)間

:

2019年

9月

日

得

分：

一、涉及內(nèi)容及要求

內(nèi)容：

設(shè)計(jì)并制作一個(gè)八路智力競(jìng)賽搶答器電路。本次設(shè)計(jì)電路分為三個(gè)小電路，分別是搶答電路、秒信號(hào)發(fā)生電路、時(shí)間預(yù)置和倒計(jì)時(shí)電路。

要求：

1、搶答器分為8路可供8名選手搶答，編號(hào)分別為：0、1、2、3、4、5、6、7。

2、主持人有一個(gè)控制開關(guān)，能控制搶答器的復(fù)位清零和開始搶答。

3、搶答電路具有鎖存和顯示的功能，即鎖存搶答者的編號(hào)，鎖存編號(hào)時(shí)封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。

二、設(shè)計(jì)原理

1.搶答電路

搶答電路主要由優(yōu)先編碼電路（74LS148）、狀態(tài)鎖存電路（74LS279）、譯碼顯示電路（74LS48）組成。搶答電路如圖所示

采用74LS148對(duì)8路輸入信號(hào)進(jìn)行優(yōu)先編碼，當(dāng)某一路按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的管腳為低電平，編碼器對(duì)其編碼，并將編碼送入鎖存器對(duì)編碼鎖存，同時(shí)74LS148的14腳產(chǎn)生高電平，通過(guò)R-S鎖存控制譯碼器讓其工作，譯碼器對(duì)鎖存器進(jìn)行譯碼并通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)，同時(shí)譯碼器的選通控制信號(hào)通過(guò)控制電路使編碼器的選通端無(wú)效，譯碼器停止工作達(dá)到封鎖輸入電路的目的。

由于這里只有8路，所以譯碼器BCD碼輸入端的高位6腳接地。這里包含的主持人控制部分充分利用了基本R-S觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)與保持的性質(zhì)，通過(guò)控制鎖存器來(lái)達(dá)到控制電路的清零和啟動(dòng)。

2.秒信號(hào)發(fā)生電路

秒信號(hào)發(fā)生電路如圖所示

秒信號(hào)采用555多諧振蕩電路產(chǎn)生，666多諧振蕩電路產(chǎn)生秒脈沖電路簡(jiǎn)單、成本低，較晶體振蕩電路的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)設(shè)置電阻、電容參數(shù)直接產(chǎn)生秒脈沖，不需要多級(jí)分頻。

555產(chǎn)生信號(hào)的周期為：T=0.7(R1+2R2)C,在這里R1=15KΩ，R2=68KΩ，C=10μF，T=1S。

秒脈沖由3腳輸出，上拉電阻R39和發(fā)光二極管，當(dāng)信號(hào)產(chǎn)生時(shí)發(fā)光二極管每秒閃一次輸出的秒信號(hào)通過(guò)控制進(jìn)入計(jì)數(shù)器74LS192計(jì)數(shù)。

3.時(shí)間預(yù)置和倒計(jì)時(shí)電路

利用74LS192的可預(yù)置功能，當(dāng)74LS192的11腳為低電平時(shí)（即主持人控制開關(guān)打到“清楚”時(shí)），74LS192的BCD的輸出端即為預(yù)置數(shù)P3P2P1P0。這里BCD預(yù)置采用撥碼開關(guān)和下拉電阻實(shí)現(xiàn)。當(dāng)撥碼開關(guān)閉合時(shí)為高電平，斷開為低電平。

倒計(jì)時(shí)采用可逆計(jì)數(shù)器74LS192的逆計(jì)數(shù)功能，時(shí)鐘脈沖為秒信號(hào)，每秒減1，當(dāng)?shù)臀挥?jì)數(shù)到0時(shí)低位的74LS192輸出借位脈沖（13腳）作為高位的計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖，從而達(dá)到倒計(jì)的目的。電路如圖所示。

下面幾幅圖為本人這兩天分別做的三個(gè)電路：

1.搶答電路

2.秒信號(hào)發(fā)生電路

3.時(shí)間預(yù)置和倒計(jì)時(shí)電路

三、整機(jī)調(diào)試

由于總電路是分成3個(gè)小電路分別制作，所以調(diào)試也是分別調(diào)試的。

搶答電路：接通電路后無(wú)任何反應(yīng)，當(dāng)把開關(guān)撥到開始后，選手可以進(jìn)行搶答，選手?jǐn)?shù)碼管顯示最先搶答的選手的編號(hào)，別的選手再搶答無(wú)效，再把開關(guān)打到清除時(shí)初始化系統(tǒng)。

秒信號(hào)發(fā)生電路：接通電路后發(fā)光二極管閃爍。

倒計(jì)時(shí)電路：此電路需要和秒信號(hào)發(fā)生電路一起調(diào)試，接通電路后發(fā)光二極管開始閃爍，每次閃爍的信號(hào)通過(guò)時(shí)基信號(hào)輸入給74LS192計(jì)數(shù)，倒計(jì)時(shí)開始。

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

本次短學(xué)期實(shí)踐我們跟著何秀慧老師學(xué)習(xí)了八路智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)以及原理構(gòu)造，在去年的學(xué)習(xí)的數(shù)子電子技術(shù)基礎(chǔ)的理論上更增加了實(shí)驗(yàn)，合理的將理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合，即考察了我們對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，又反映了實(shí)際的動(dòng)手能力，更主要的是考查了我們對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維能力。本次設(shè)計(jì)讓我更加熟悉了編碼器、譯碼器、鎖存器、555定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器等單元電路的運(yùn)用以及組合運(yùn)用，也重新拾起了高一時(shí)學(xué)習(xí)的焊接工藝技術(shù)和裝調(diào)技術(shù)。

這個(gè)設(shè)計(jì)在剛開始的時(shí)候毫無(wú)頭緒，因?yàn)楦咧械臅r(shí)候我學(xué)習(xí)的是電工，電子方面的技術(shù)比較薄弱但通過(guò)上網(wǎng)查閱各種類似的設(shè)計(jì)和書本上的介紹確定了各個(gè)電路所需要的器件和芯片后就可以開始行動(dòng)，在布線以及排版方面就像新手一樣，但是在耐心的基礎(chǔ)下畫好了電路排版圖，在厚實(shí)的焊接基礎(chǔ)下一下午就把搶答電路完成了，但是在調(diào)試發(fā)生錯(cuò)誤的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)，隨便的飛線跳線帶來(lái)的后果就是排故非常的麻煩，花費(fèi)了將近半個(gè)小時(shí)才把整個(gè)電路全部檢查完畢，最后才發(fā)現(xiàn)是元器件的問(wèn)題，這個(gè)就可以看出在焊接電路前檢查元器件的好壞尤為得重要。

本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于焊接技術(shù)要精益求精，許多次的錯(cuò)誤最后查出來(lái)都是虛焊或者漏焊的原因，因此必須準(zhǔn)確無(wú)誤還要工整這樣子在調(diào)試中才能比較輕松，整個(gè)電路也比較清楚。調(diào)試也是個(gè)精細(xì)工作，在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后要一步一步的排查，特別需要耐性，因此一定要耐得住心來(lái)對(duì)每個(gè)焊點(diǎn)檢查，每段電路排故。



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