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數(shù)字電路與邏輯課程設(shè)計(jì)報(bào)告(本科)題 目 三人搶答器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 網(wǎng) 絡(luò) 工 程 班 級 1305022 學(xué) 號 11 姓 名 牟 黎 明 評定成績 指導(dǎo)教師 李小平 、 易興兵 完成時(shí)間 2015年 6月1日-2015年6月5日 電子工程學(xué)院二零一五年五月一、實(shí)習(xí)目的:1. 數(shù)字電子技術(shù)知識的綜合應(yīng)用,包含:(1)門電路的應(yīng)用(2)編碼器的應(yīng)用 (3)JK觸發(fā)器的應(yīng)用(4)顯示譯碼器的應(yīng)用(5)七段數(shù)碼顯示器的應(yīng)用2. 學(xué)習(xí)電路安裝圖的繪制方法。3. 學(xué)習(xí)電路的調(diào)試方法。二、實(shí)習(xí)設(shè)備及實(shí)驗(yàn)器件清單:實(shí)驗(yàn)器件:1. 雙下降沿JK型觸發(fā)器74LS112 2個(gè)2. 三3輸入與非門74LS10 2個(gè)3. 四2輸入與非門74LS00 2個(gè)4. 4線-七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器74LS48 1個(gè)5. LED共陰極顯示器AR547 1個(gè)6. 觸發(fā)開關(guān) 5個(gè)7. 10K電阻 5個(gè)8. 1K電阻 3個(gè)9. 銅導(dǎo)線 若干10. 錫焊絲 若干實(shí)驗(yàn)工具:1. 電烙鐵 每組一個(gè)2. 剪刀 每組一把3. 鑷子 每組一把4. 學(xué)生電源 每兩組一個(gè)5. 圖紙 每組一張三、實(shí)習(xí)內(nèi)容 1. 原理方框圖2. 電路原理圖3. 搶答流程圖四、闡述電路工作原理。當(dāng)主持人按動(dòng)復(fù)位開關(guān)SW對前一次的記錄進(jìn)行清除,座位顯示器顯示“0”,進(jìn)入搶答準(zhǔn)備階段,但此時(shí)選手無法搶答(搶答無效,信號被封鎖)。當(dāng)主持人按動(dòng)開關(guān)SW1時(shí),進(jìn)入搶答時(shí)段,鎖存電路輸出高電平作用于觸發(fā)器1、2、3的JK端。搶答信號(K1、K2、K3)以負(fù)脈沖形式作用于JK觸發(fā)器時(shí)鐘端,最早搶入的輸入信號使該電路觸發(fā)器最先翻轉(zhuǎn),輸出的搶答信號一路經(jīng)門F4、F5以下降沿作用于鎖存電路(JK觸發(fā)器,工作于置“0”狀態(tài))時(shí)鐘端,輸出低電平使三路JK觸發(fā)器的工作狀態(tài)由“翻轉(zhuǎn)”變?yōu)椤氨3帧保罄m(xù)的搶答信號不能使其他觸發(fā)器產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)。這樣就封鎖了后到的信號。輸出的搶答信號同時(shí)以低電平驅(qū)動(dòng)座位提示燈。三路JK觸發(fā)器輸出的組合信號經(jīng)門電路F1、F2、F3、F6、F7、組成的識別電路,驅(qū)動(dòng)座位顯示電路,以數(shù)字顯示的方式顯示搶答成功選手座位號。五、三人搶答器安裝圖繪圖紙的設(shè)計(jì)。六、安裝及調(diào)試過程(在專周期間遇到了什么問題,又是如何解決的)。答:在周開始安裝之前我們都先進(jìn)行了焊接的練習(xí),一開始手有點(diǎn)抖,但練習(xí)了幾次之后就比較順暢了,覺得焊電焊很簡單的,所以就沒有再加練習(xí)就直接等老師發(fā)器件后直接開始安裝了。暗轉(zhuǎn)步驟從器件(除開導(dǎo)線外)開始,先安裝小器件,再暗轉(zhuǎn)大的,在焊接器件的過程中也比較順利,只是當(dāng)時(shí)板子有點(diǎn)彎,所以中間的器件背面無法頂緊,焊接后發(fā)現(xiàn)突出,于是又用電烙鐵把角熔了,下面放了一個(gè)小的方塊,把器件下方頂在方塊上從新焊接,再一次焊接后焊接的很緊。 器件焊接完后,我們開始布置跳線,把所有跳線布置好后開始布置暗線,由于布置跳線時(shí)沒注意暗線,所以沒有考慮到預(yù)留跳線的兩端當(dāng)做暗線用,所以只有少數(shù)貼別短的暗線用到了跳線預(yù)留的兩端外,其余的全是從新剪線,所以我覺得這點(diǎn)我們做得不好,也或許是沒有經(jīng)驗(yàn)的原因吧,以后再遇到時(shí)一定會(huì)預(yù)留出來。 暗線特別多,并且有的暗線距離很短很短,所以操作很困難,只有用鑷子夾著線。有的距離很小時(shí),我們就直接采用了用錫焊直接連接,這才發(fā)現(xiàn)這個(gè)操作太困難了,不知道咋的,我們先在一個(gè)點(diǎn)上熔較多的錫焊,準(zhǔn)備再用烙鐵鋪開,可就是鋪不開,形成一個(gè)水球,我們再在另一個(gè)點(diǎn)了熔一點(diǎn),準(zhǔn)備讓他浸過去,但還是很困難,他們各自形成一個(gè)水球,弄了很久,所以有的就把下面的銅圈給弄起來了,銅圈弄起來后錫焊就直接不沾了。線連接完后,開始用萬用表測試連通性,發(fā)現(xiàn)有路不通,開始對線,發(fā)現(xiàn)都是連接好了的,自己怎么都找不到,叫別人幫忙找了下,發(fā)現(xiàn)有兩處芯片的腳哪兒與背面的的跳線的腳哪兒沒有焊接,因?yàn)楫?dāng)時(shí)我們把線剪斷后直接壓下去,焊接時(shí)感覺哪兒是被焊接過,就沒有發(fā)現(xiàn),又用烙鐵焊接好后就可以了。調(diào)試時(shí),等待老師檢查并發(fā)器件,拿到器件后,按照安裝步驟一步一步安裝,可能運(yùn)氣好,或者我們安裝過程中很細(xì)心的緣故吧,我們的器件安裝上去后就直接可以用, 沒有任何問題。 但我們同桌的那組安裝好后出現(xiàn)了問題,就是當(dāng)按下?lián)尨鸢粹o2號鍵時(shí),燈正常顯示,但數(shù)字顯示屏沒有變化。我就幫著一起給他們找問題,先檢查線路,發(fā)現(xiàn)都沒有問題,最后看是否有虛焊,也沒發(fā)現(xiàn),弄了很久,仍找不到原因,最后尋求老師,老師讓我檢查下74LS10的線路,最后才發(fā)現(xiàn)開關(guān)2接到74LS10的線路錯(cuò)位了,后把線路改過就好了。七、專周的心得體會(huì)(包含題目的難易程度、專周收獲,有什么意見及建議等)整體描述:作為班長,我站在班長的立場上來說句。我覺得這個(gè)專周是我們班同學(xué)積極性最高的一次專周,為了完成作品,每天中午有的同學(xué)不吃飯,叫同學(xué)帶飯過去,基本上都沒有午休,吃完飯后就徑直的去實(shí)驗(yàn)室了,這是我從沒感受過我們班這樣好的學(xué)習(xí)氛圍。所以我想,及時(shí)理論或技術(shù)上我們沒有收獲的話,至少我們收獲了一點(diǎn),對求知或者說完成工作那一份忘我的積極性。自己的體會(huì)吧。首先,毋庸置疑,學(xué)會(huì)了一項(xiàng)新技能,焊電焊。當(dāng)開始專周之前,我們老師說到時(shí)候自己設(shè)計(jì)原理圖,那時(shí)我覺得對于我們計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生來說,難度很大,但開始專周之后,原理圖老師給我們了,我們的任務(wù)就是用原理圖設(shè)計(jì)電路圖。開始看著時(shí)我對老師說這有什么難,1個(gè)小時(shí)搞定,但當(dāng)自己晚上真正畫得時(shí)候才知道有多難,設(shè)計(jì)到最后畫到圖紙上,用了5個(gè)多小時(shí),而且還不知道對不對,因?yàn)樽罱K安裝圖為老師給的。我覺得叫我們自己畫圖,設(shè)計(jì)圖,一方面鍛煉了我們的耐心,也鍛煉了我們的思維,我覺得這也是一次難得的鍛煉自己的機(jī)會(huì)。當(dāng)然,在連接電路圖當(dāng)中,考察了我們對圖紙和實(shí)際的結(jié)合,也更考驗(yàn)了我們的耐心,因?yàn)槲覀兤綍r(shí)很少有機(jī)會(huì)動(dòng)手把那些設(shè)計(jì)的圖紙,經(jīng)自己的理解,最終把他呈現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)的實(shí)物中,也考驗(yàn)了我們的細(xì)心,因?yàn)楹附与娋€中,有的間距很小,如果一不小心,有可能就會(huì)和旁邊的線連接在一起。而且連線圖中,切記不可為了快而走捷徑,那樣的畫最終調(diào)式時(shí)很痛苦的,因?yàn)橛泻芏嗍翘摵傅脑?,很難找出來的。當(dāng)然,最后調(diào)試時(shí)遇到問題時(shí)也不要著急,不要因?yàn)橹本偷教巵y碰,此時(shí)應(yīng)該靜下心來,先慢慢分析,次問題出現(xiàn)的原因可能是那塊局域的線沒連接好,想好后再對局部的線路進(jìn)行檢查并修改。收獲:整個(gè)專周,我從中學(xué)到了做事我們應(yīng)該要有耐心,只有對一件事有了足夠的耐心,我們才能靜心沉著的去思考,遇到麻煩時(shí)心中才不會(huì)火急火燎;做事時(shí)應(yīng)該具有細(xì)心,當(dāng)然這個(gè)是建立在耐心的基礎(chǔ)上,在做事的過程中我們應(yīng)該萬分的細(xì)心,只有做事時(shí)足夠細(xì)心,完事后才不會(huì)有過多的問題,如本次專周中,有的同學(xué)開始時(shí)不認(rèn)真,就耽擱了大量時(shí)間,到最后為了完成任務(wù),很粗心,很快的就弄完了,可驗(yàn)收時(shí)錯(cuò)誤一大堆,最終又花費(fèi)了等同的時(shí)間才去把問題解決了;還學(xué)會(huì)了理論與實(shí)踐結(jié)合的運(yùn)用,如最開始自己設(shè)計(jì)電路圖,接著又根據(jù)老師給的電路圖把它呈現(xiàn)在電路板中,我覺得這是給我們一個(gè)很好的鍛煉機(jī)會(huì),可以說是自己動(dòng)手完成了一個(gè)完整的項(xiàng)目。當(dāng)通電后,沒有問題的那一瞬間,心中好有成就感。意義:加強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力,理論與實(shí)踐相結(jié)合的鍛煉。整個(gè)過程中,自己去設(shè)計(jì),操作,發(fā)現(xiàn)問題時(shí)自己想辦法去解決問題,增加了我們對求知的積極性;同時(shí)以小組的方式進(jìn)行,鍛煉了我們與他們協(xié)同合作的能力??偟恼f,教會(huì)了我們要耐心的去對待一件事,細(xì)心的去完成一件事,積極的去做事,學(xué)會(huì)工作的分工、配合。建議:我覺得分組是按學(xué)號分組不太好,因?yàn)閷W(xué)號都是先女生后在男生,所以就女生與女生,男生與男生一組。但都知道,在實(shí)踐動(dòng)手操作中,平均女生的動(dòng)手能力較低與男生的,所以最后女生的就很差,而且有的女生到最后也沒能完成。希望以后專周中,老師可以考慮下我的建議。八、思考并回答問題。1. 寫出JK觸發(fā)器的特性方程。 答: Qn+1=JQn +KQn 2. 寫出原理圖中7個(gè)與非門輸出端的邏輯表達(dá)式。答: F1=Q1+Q2+Q3 F2=Q1+Q2+Q3 F3=Q1+Q2+Q3 F4=Q1+Q2+Q3 F5=Q1Q2Q3 F6=(Q1Q2) Q3 F7=(Q1Q3) Q23. JK觸發(fā)器有幾種功能,原理圖中FF1、FF2、FF3轉(zhuǎn)換成了什么功能的觸發(fā)器?轉(zhuǎn)換后的觸發(fā)器又具有哪些功能?答:JK觸發(fā)器有翻轉(zhuǎn)、保持、置0和置1功能。FF1、FF2、FF3有翻轉(zhuǎn)功能,轉(zhuǎn)換后有保持功能。4. 簡述編碼信號BA端產(chǎn)生00、01、10、11四種編碼的具體過程?產(chǎn)生00:在K1、K2、K3都沒有按下時(shí)該路觸發(fā)器相應(yīng)的Q=0、Q=1.則F3、F2、F1均輸出1,所以F7、F6輸出為0,即A=0、B=0,所以產(chǎn)生00產(chǎn)生01:在K1按下,但K2、K3未按下,則Q1=1、Q2=0、Q3=0、Q1=0、Q2=1、Q3=1,則F1、F2輸出1,F3輸出0,所以F7輸出1,F6輸出0,即A=1、B=0,所以產(chǎn)生01產(chǎn)生10:K2按下,K1、K3未按下,則Q2=1、Q1=0、Q3=0、Q2=0、Q1=1、Q3=1,則F3、F2輸出1,F1輸出0,所以F7輸出0,F6輸出1,即A=0、B=1,所以產(chǎn)生10產(chǎn)生11:K3按下,K1、K2未按下,則Q3=1、Q1=0、Q2=0、Q3=0、Q1=1、Q2=1,則F3、F1輸出1,F2輸出0,所以F7輸出1,F6輸出1,即A=1、B=1,所以產(chǎn)生115. 搶答正式開始后,K1、K2、K3如果同時(shí)按下,請分析電路的工作過程。(從編碼的產(chǎn)生、譯碼情況、七段數(shù)碼管的顯示、發(fā)光二極管的顯示、鎖存電路的工作過程等方面闡述)答:如果同時(shí)按下則Q1、Q2、Q3均為1,所以二極管三個(gè)都亮。F4輸出1,F(xiàn)5輸出0,給同路JK觸發(fā)器一個(gè)低電平,讓其下通過的三個(gè)JK觸發(fā)器變?yōu)楸3譅顟B(tài)。而F1、F2、F3輸出均為1,F(xiàn)7、
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