數(shù)字電路3人搶答器實(shí)驗(yàn)報(bào)告.doc

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、