數(shù)字電子技術基礎課程設計--三路數(shù)字搶答器

1、<p>　　數(shù)字電子技術基礎課程設計</p><p>　　題目：三路數(shù)字搶答器</p><p><b>　　一、設計任務與要求</b></p><p>　　1. 搶答器同時供3名選手比賽，分別用3個按鈕A,B,C表示(三個高低電平開關）。</p><p>　　2. 設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關S（高低電平開關

2、），該開關由主持人控制。</p><p>　　3. 搶答器具有鎖存與顯示功能（顯示功能用三個發(fā)光二極管1，2，3來代替）。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手相對應的發(fā)光二極管的燈亮起，一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　　4. 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間規(guī)定為10秒。當主持人啟動"開始"鍵后（即S開關撥到高電

3、平），定時器進行減計時，從10秒到00秒。</p><p>　　5. 參賽選手在設定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，選手相對應的發(fā)光二極管亮起，顯示器上顯示選手搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　　6. 如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，則有一個提示燈亮起（用發(fā)光二極管4），說明規(guī)定時間已到，不能再搶答。定時顯示器上顯示00。</p>

4、;<p>　　二、總電路圖及設計原理</p><p>　　如圖1所示。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關S撥到"清除"狀態(tài)（即低電平），搶答器處于禁止狀態(tài)，定時器顯示設定時間即10；主持人將開關S置“開始”狀態(tài)（即高電平），宣布"開始"搶答器工作。定時器倒計時。選手在定時時間內(nèi)搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存，優(yōu)先搶答選手的燈亮起。當一輪搶答之后，定

5、時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示剩余時間。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。如果時間已到無人搶答，本次搶答無效，則發(fā)光二極管4亮起，且定時器時間顯示00。</p><p><b>　　總電路圖見下一頁</b></p><p>　　三、各單元電路設計說明及電路圖</p><p>

6、　　1、 搶答器電路原理及設計：</p><p>　　參考電路如圖２所示。該部分主要由74LS74雙D觸發(fā)器，74LS08四2入與門，74LS30八入與非門和74LS27三3入或非門等電路組成。該電路有一總控制開關S（相當于復位鍵，接到每個觸發(fā)器的R端和定時電路部分的74192的LD端）。在搶答器部分，該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時選手所對應的燈亮起；二是禁止其他選手按

7、鍵操作無效，由于高電平有效，所以只要有一人先搶答，那么觸發(fā)器輸出端Q1Q2Q3中只要有一個為高電平，通過G3后輸出低電平，脈沖保持穩(wěn)定，所以其他選手被鎖定，不能再搶答。</p><p>　　圖2-搶答部分電路接線圖</p><p>　　2、定時電路原理及設計：</p><p>　　該部分主要由74LS192減法計數(shù)電路，一個或非門G4和2個7段數(shù)碼管等相關電路組成。

8、具體電路如圖3所示。兩塊74LS192實現(xiàn)減法計數(shù)，其時鐘信號由G2門輸出端提供。74192的預置數(shù)控制端實現(xiàn)預置數(shù)，由主持人設定一次搶答的時間，通過預置時間電路對計數(shù)器進行預置，本設計設為10秒倒計時，所以可以在計數(shù)器的預置數(shù)控制端輸入00010000（由8個高低電平開關控制）。則譯碼顯示器上顯示10。當總開關S為高電平時（接到LD端），計數(shù)器開始減法計數(shù)工作，并將時間顯示在共陰極七段數(shù)碼顯示管上為10秒，當有人搶答時，停止計數(shù)并顯示

9、此時的倒計時時間，這部分工作原理在圖2中，G1 的作用是控制時鐘信號CP的放行與禁止。當開始后還沒人搶答，G1為高電平，CP能夠加到74LS192的CPD時鐘輸入端，定時電路進行遞減計時。當選手在定時時間內(nèi)按動搶答按鍵時，A，B，C當中有一高電平，通過G1或非后，G1為低電平，封鎖了CP信號，定時器處于禁止工作狀態(tài)；當定時時間到時，如果沒有人搶答，只要當輸出端滿足都為00000000時，輸出端通過G4或非后，G4為高電平，同時傳給了CR

10、端和具有提示功能觸發(fā)器的D輸入端上</p><p>　　圖3-可預置時間的定時電路接線圖</p><p>　　四、調試說明，調試中遇到的問題及解決方法</p><p>　　電路圖設計完后，把所需的器件安裝到實驗箱上，并按照各個管腳圖連線。然后檢查電路各部分的功能，使其滿足設計要求。最后要調試一下。</p><p><b>　　有人搶

11、答部分調試：</b></p><p>　　看是否實現(xiàn)了有人搶答時相應燈亮起并且鎖存其他選手的信號燈。</p><p>　　步驟：當把S開關調到高電平，計時器開始倒計時，有一人搶答后（A，B，C中任意一個調到高電平），相對應的燈亮起，并且計時器時間停止，當其他選手再搶答（即剩余的兩個開關再調到高電平），燈不亮起，實現(xiàn)了鎖存其他選手信號的功能。只有當S調為低電平時，燈滅掉，并且定時

12、時間又顯示為10。所以總控制開關S的功能也實現(xiàn)了。</p><p>　　2. 無人搶答部分調試：</p><p>　　看是否實現(xiàn)了無人搶答時燈4是否亮起。</p><p>　　步驟：當把S開關調到高電平，計時器開始倒計時，規(guī)定時間10秒倒計時已到，仍無人搶答，所以發(fā)光二極管4的燈亮起，并且定時器時間顯示00，直到S調為低電平后，燈4滅，定時器顯示10，所以這部分的功

13、能也實現(xiàn)了。</p><p>　　3. 計時部分調試：</p><p>　　看定時器時間是否是從10秒減到00秒，并且在規(guī)定時間內(nèi)有人搶答時，時間是否能停止；無人搶答時，時間是否到00秒后停止不動。</p><p>　　步驟：此部分步驟在1，2中已實現(xiàn)。</p><p>　　在調試過程中，也發(fā)現(xiàn)了有一些地方設計的不完善。比如鎖存功能怎樣來實現(xiàn)

14、，經(jīng)過反復研究，最終選擇了74LS74來實現(xiàn)鎖存功能是最好,最簡單的辦法;還有在定時器的調試過程中，一開始發(fā)現(xiàn)倒計時時間是從10秒到00秒后，仍然循環(huán)計時00，99，98，97……而不是到00就停止，后來經(jīng)過一些改進，在74LS192的輸出端引出來后經(jīng)過一個或非門，接到CR端，這樣就完成了定時器到00后就能停止的功能。</p><p><b>　　五、課設總結及體會</b></p>

15、;<p>　　1. 通過這次設計，通過知識與實踐相結合，使我對以前學的數(shù)電又有了一定的新認識，溫習了以前學的知識，但在設計的過程中，遇到了很多的問題，有一些知識都已經(jīng)不太清楚了，但是通過看書和查一些資料又重新的溫習了一下數(shù)電的知識。</p><p>　　2. 在這次課程設計中也突出了同學之間的團隊合作精神，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法能使我們更好的理解知識。</

16、p><p>　　3. 在整個課程設計過程中我懂得了許多東西，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個設計還不是很完善，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富，使我終身受益。</p><p><b>　　六、所用器件清單</b></p><p&g

17、t;<b>　　1. 數(shù)字實驗箱。</b></p><p>　　2. 74LS27（三3入或非門）1片</p><p>　　74LS08（四2入與門）1片</p><p>　　74LS74（雙D觸發(fā)器）2片</p><p>　　74LS04（六非門）1片</p><p>　　74LS192 （2-