數(shù)字電路課程設計四路搶答器

1、數(shù)字電路課程設計四路搶答器 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學 號： 組 員： 指導教師： 數(shù)字電子技術課設四路搶答器一、 設計題目四路競賽搶答器二、 設計目標1、 掌握四路競賽搶答器電路的設計、組裝與調試方法。2、 熟悉數(shù)字集成電路的設計和使用方法。三、 設計任務1、 搶答器參賽者分為4組，每組序號分別為1、2、3、4，按鍵SB0SB3分別對應4個組，搶答者按動本組按鍵，組號立即在LED顯示器上顯示，同時封鎖其他組的按鍵信號。2、 系統(tǒng)設置外部清除鍵，按動清除鍵，LED顯示器自動清零滅燈。3、 搶答器具有數(shù)據鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器

2、上顯示該編號（LED顯示），同時揚聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。4、 搶答器具有定時（30秒）搶答的功能。當主持人按下開始按鈕后，定時器開始計時，顯示時間，若無人搶答，計時到30秒的時候，揚聲器發(fā)出聲響，聲響持續(xù)1秒。若參賽選手在30秒內有人搶答，揚聲器響，同時LED燈亮，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。5、 可用555定時器和一定數(shù)值的電阻和電容產生頻率為1KHz的脈沖，作為觸發(fā)器的CLK信號。再經分頻器輸出秒脈沖作為定時器的CLK信號。四、 進度安排序號內容時間1課題介紹0.5學時2查找資料理論設計并仿真2學時3安裝、調試

3、電路2學時4技術指標測試1學時5答辯0.5學時五、 設計方案1、 所需電路元器件：74LS74×2555定時器×174LS160×574LS20×174LS00×274LS04×12、 各芯片的引腳圖及功能表74LS74引腳圖及其功能真值表555定時器的引腳排列圖74LS160引腳圖管腳圖74LS160的功能真值表74LS20引腳圖及其功能真值表74LS00引腳圖及其功能真值表74LS04引腳圖及其功能真值表六、 各部分電路設計原理1、 判別電路：需要74LS74兩個芯片，74LS20,74LS00,74LS04各一個，開關5個K1,

4、K2,K3,K4,K5，1KHZ的脈沖，指示燈等，按照總體設計電路圖（見七、總體電路分析設計四路及過程）連接，首先使每個芯片都正常工作，在第一個D觸發(fā)器中，2接K1,12接K2，5和9分別接指示燈，6、8接到四輸入的非門上，第二個D觸發(fā)器中，2接K3，12接K4，5和9分別接指示燈，6、8也接到四輸入的非門上，而兩個D觸發(fā)器中的1和13共四個口分別連在一起接開關K5，兩個D觸發(fā)器中3和11都連在一起，接出一根紅線L1，然后在將74LS20的輸出端接在74LS04的輸入端，其中的輸出端接74LS00輸入一端，另一個輸入端接1KHZ的脈沖，它的輸出正好接在紅線L1上，此時完成了搶答器。2、 計時電

5、路：（1）由1KHZ的脈沖分頻1HZ的脈沖的制作：需要74LS160三個芯片，1KH的脈沖和1HZ的脈沖，指示燈以及導線等，按照圖連接，首先使每個芯片都正常工作，從右邊往左開始分頻，將三個芯片中的1，7，9，10分別接在VCC上，將最右邊的2接在1KHZ的脈沖上，它的15接在中間160的2上，其中的15接在最左邊的2上，其中的15接在指示燈上，再用一導線連在1HZ的脈沖上，另一端連在指示燈上，開始比較兩個燈是否同時亮滅，如果同時，那么達到分頻的效果了，否則檢查線路。（2）555定時器來得到1KHZ的脈沖需要555定時芯片，電阻5.1千歐（兩個），電容0.1U，還有一個未知電容等，按照圖示連接，

6、將1接地，4和20連在VCC上，在從VCC上連接到5.1K, 再經過5.1K，再經過電容0.1U，最最后接地，分別將芯片中的19連在兩電阻之間，6和2連在R2和電容0.1U之間，3接指示燈，再將一個1KHZ的脈沖連在指示燈，觀察比較是否同時(其中時間很短暫，無法準確觀察出來，但根據計算公式也能計算出來，要是有示波器，可以正確的比較出來)。 （3）計數(shù)需要74LS160芯片（兩個），顯示器，74LS00芯片等，按照圖示連接，首先使每個芯片正常工作，將左邊一個7，9，10接在VCC上，將15接在右邊的7，10上，它的9接在VCC上，兩個的1接在VCC上，3，4，5，6接地，11，12，13，14分

7、別按照高地位的順序接在顯示器上，右邊的13，14在接在74LS00的兩個輸入端上，輸出一端，再接下個與非門一端，另一端接1HZ的脈沖，它的輸入端接在兩個芯片的2端口上，觀察計數(shù)器是否從0開始計數(shù)到30。如果行，就說明計數(shù)成功了，否則檢查電路。3、 聲光顯示電路：搶答者按動搶答按鈕，其對應的LED燈亮，蜂鳴器響。LED顯示器通過計時電路送入的1HZ脈沖計時，當經過30秒無人搶答時，蜂鳴器發(fā)生警報。七、 總體電路分析設計思路及過程總體設計電路圖搶答器由D觸發(fā)器為核心組成。由四個觸發(fā)器和門電路組成，K1、K2、K3、K4為搶答按鈕，高電平有效。K5為主持人的復位開關，低電平有效。搶答前，主持人按下復

8、位開關，將LED燈以及計時器清零。等待搶答。搶答時，若搶答按鈕中有1路按下，則其對應的LED燈亮，并驅動蜂鳴器發(fā)聲。同時通過終止D觸發(fā)器的CP脈沖來封鎖他路搶答按鈕的作用。聲光顯示電路八、 四路搶答器框圖輸入電路自鎖電路判別電路計時脈沖產生分頻1/100計時顯示1KHZ1HZ九、 設計總結數(shù)節(jié)課時的課程設計眼看塵埃落定。在這次課程設計中我們經歷了階段性成功的喜悅，以及部分電路失敗的絕望，陷入困境時的不知所措，重新投入的振作。特別是，在最后階段完成整體調試的時候，我組所制作的電路蜂鳴器在初始時刻便發(fā)聲，且無法搶答。當計時達到30秒時，蜂鳴器停止發(fā)聲。經過長時間的觀察，我發(fā)現(xiàn)，我組電路的14路搶答按鈕在初始時刻便被按下，當K5清零后，產生無法搶答的現(xiàn)象；同時，判別電路給聲光顯示電路一個錯誤的信號，同門處輸入長期為高電平，導致蜂鳴器在未搶答時發(fā)聲。這個錯誤和電路關系不大，但是卻會導致一個實驗的失敗，從這次失誤中我們明白，做實驗就要人人真真，來不得一點馬虎。同時我們考慮，如何避免類似失誤再次發(fā)生，是否能夠通過修改電路設計來達到目的？這些將是我們在接下來的學習和實踐中解決的問題。數(shù)電課程設計作為一個提高學生動手操作和設計能力的課程，讓我們更好地掌握所學的數(shù)字電路知識，將理論應用到實踐上去，在實驗中尋找自己的不足。在大學四年里，像這次一樣動手制作的機會并不多。通過這次的課設，我掌握了一些排查