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基于数字电路的八路抢答器.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.28M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    课程设计说明书 课程设计名称：数字电路课程设计 课程设计题目：八路抢答器 学 院 名 称：信息工程学院 专业：电子信息工程 班级：080415 学号：08041531 姓名：杨仲辰 评分： 教师： 江晶 2010 年 09 月 17 日
    数字电子 课程设计任务书 20 10 －20 11 学年 第 1 学期 第 1 周－ 2 周 题目 八路抢答器 内容及要求 〖基本要求〗利用数字电路设计一八路抢答器，要求： 1) 允许八路参加，并具有锁定功能，用 LED 实现最先抢答的队号码，系统设置外部清除 键，按动清除键，LED 显示器自动清零灭灯。 2)数字显示功能：数字抢答器定时为 30S，启动开启键以后要求Ⅰ)定时开始；Ⅱ)扬声器要 短暂报警；Ⅲ)发光二极管亮灯；如果在 30S 内抢答有效,计时结束，30S 内抢答无效，系统短暂 报警，发光二极管灯灭 要求组装、调试八路抢答器，画出完整的电路图，写出设计、调试报告。 进度安排 1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 2 天； 2. 仿真、画 PCB 线路板图：2 天； 3. 领元器件、制作、焊接：3 天 4．调试：2 天 5. 验收：1 天 6. 提交报告：2010-2011 学年第一学期 3～7 周 学生姓名：08041505 刘艺、08041531 杨仲辰 指导时间 指导地点：E 楼 室 任务下达 20 10 年 8 月 30 日 任务完成 2010 年 9 月 10 日 考核方式 1.评阅√ 2.答辩√ 3.实际操作√ 4.其它□ 指导教师 江晶 系（部）主任
    摘要 八路数字抢答器是一个非常实用的电路，应用非常广泛，抢答器具有锁存与 显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并 LED 数码管上显示。选手抢 答实行优先锁存优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答器 由主持人控制，主持人按动开始按钮，选手可以进行抢答，第一个抢答的选手编 号显示在数码管上，主持人不清零则其他选手再抢答无效，直至主持人清零，才 可再次抢答。此设计电路主要利用优先编码器，译码器，以及加法器控制，我们 可以通过电路的设计来验证平时所学的理论知识，以及各个元器件的实际应用， 从中我们学习到在利用的过程中我们应该注意什么，同时也锻炼了我们的动手实 践能力。 该课程设计研究的是：具有多种功能的八路抢答器。分别由四个模块组成： 计分模块，抢答模块，倒计时模块和报警模块组成。计分模块由十进制计数器 74LS192 组成一个简单的计数器，再通过 74LS48 驱动共阴数码管显示所得分数； 抢答模块由优先级编码器 74LS148 和 74LS279 组成一个八路抢答电路，另有数 码管显示哪路优先抢到；倒计时模块由两篇 74LS192 组成一个可以置数的递减 计数器，经 74LS48 驱动共阴数码管显示数字；报警模块由 555 芯片组成的施密 特电路产生一个脉冲，经 LM386 放大驱动扬声器发出报警。 关键字：抢答电路、报警电路、定时电路、时序控制、锁存
    目录 前言 …………………………………………………………………………5 第一章 设计内容及要求 …………………………………………………6 第二章 系统设计方案选择 2.1 方案一 ………………………………………………………7 2.2 方案二 ………………………………………………………7 第三章 系统组成及工作原理 3.1 工作原理……………………………………………………8 3.2 系统的组成 ……………………………………………………9 第四章 单元电路设计、参数计算、器件选择 4.1 抢答器电路 …………………………………………………12 4.2 定时电路 ……………………………………………………14 4.3 报警电路 ……………………………………………………15 4.4 时序控制电路 ………………………………………………16 4.5 计分模块电路分析……………………………………………17 第五章 protues 仿真 ……………………………………………………18 第六章 设计电路焊接……………………………………………………21 第七章 实验、调试及测试结果与分析…………………………………22 第八章 实验心得…………………………………………………………23 参考文献 ………………………………………………………………24 附录一 ……………………………………………………………………25
    前言 当代电子技术的迅速发展为人们的文化、物资生活提供了优越的条件，数码 摄像机、家庭影院、空调、电子计算机等，都是典型的电子技术应用实例。随着 电子信息产业的迅速发展，新知识、新技术、新工艺、新器件不断更新出现，数 字电路逐渐被应用到各个领域。 本次课程设计的是八路数字电路抢答器，主要应用的知识就是我们平时所学 的数字电路的常用器件，例如优先编码器、加法器、SR 锁存器、译码器、数码 管等，设计能让我们在元器件的实际应用中总结器件应用时应注意什么，也能使 我们对集成器件的功能以及怎么才能实现各个器件的功能有进一步的了解.电路 设计的主要是训练学生实践能力、创造能力的极好平台。如何充分发挥学生的自 我能动性和创造力，培养学生的协调配合能力及合作精神，完成学生由单元设计 向系统设计的过渡，掌握现代化的实验设备的操作与应用.
    第一章 设计内容及要求 【基本要求】 1)允许八路参加，并具有锁定功能，用 LED 实现最先抢答的队号码，系统 设置外部清除键，按动清除键，LED 显示器自动清零灭灯。 2)数字显示功能：数字抢答器定时为 30S，启动开启键以后要求 Ⅰ.定时开始； Ⅱ.扬声器要短暂报警； Ⅲ.发光二极管亮灯；如果在 30S 内抢答有效,计时结束，30S 内抢答 无效，系统短暂报警，发光二极管灯灭 【提高要求】 1)按钮到控制中心距离为 20M 2）计分显示，可以进行加／减分
    第二章 系统设计方案选择 方案一： 此方案采用 CD4511 四—七段 BCD 译码器，其 LT 为试灯脚；BI 为消隐 脚；LT 和 BI 接高电平；LE 端为选通脚。开始抢答前 LE 接低电平。当某按 键（例如 1 键）被抢先按下时，通过 1 键送给 CD4511 第 7 脚一高电平，通 过译码，数码管显示“1”。之后通过继电器吸合来锁定，使其再按其他键无 效。 方案二： 此方案由抢答电路、报警电路、锁存电路、定时电路四部分组成。芯片 74LS148 为一个优先选择器，而芯片 74LS279 实现锁存功能，最后通过芯片 74LS48 来驱动数码管显示。当某按键（例如 1 键）被抢先按下时，通过 1 键送给 74LS148 一个低电平，再通过 74LS279 锁存，74LS49 译码，数码管 显示“1”。 将两方案进行比较，应该选择方案二，虽然二者都能达到设计要求，但 是由于对方案二的芯片比较熟悉，并且电路较简单，成本低，实用可靠，易 于扩展，所以方案二具有鲜明的可选性和可操作性。
    第三章 系统的组成及工作原理 3.1 工作原理 根据具体指标分析本次设计所需模块其原理框图如图 3-1 所示。 抢答按钮 优 先 编 码器 锁存器 译码电路 译码显示 主 持 人 控 制开关 秒 脉 冲 产 生电路 控制电路 报警电路 定时电路 译 码 电 路 显示电路 图 3-1 工作原理图 接通电源后，主持人按下开关，通过控制电路使整体电路清零，抢答器处于 禁止状态，编号显示器灭灯，使定时电路置初值 30。主持人将开关置“开始” 状态，宣布"开始"，抢答器工作，电路开始正常计时，计时脉冲由 555 定时 电路产生，在 30 秒内，若有按键被按下则通过控制电路使计数器计数停止， 将按键号码输出至锁存器，并通过锁存器回送一个所存信号，使编码器的输 出不能输出，锁存器输出按键的号码显示，并将锁存器回送的信号输出至报 警电路使其开始工作，从而报警，若在 30 秒内没有按键被按下，则由于计 数电路高位借位输出使报警电路开始工作，并显示 00。当一轮抢答之后，定 时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持
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