數(shù)電課程設(shè)計(jì)報(bào)告- 《八路數(shù)字搶答器》

1、電子信息工程系一、1設(shè)計(jì)的目的 電路、譯碼/驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用方法，熟悉掌握時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法。達(dá)到數(shù)字實(shí)驗(yàn)課程大綱所要求掌握的基本內(nèi)容。2.設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求（1）基本功能 8 名選手或 8 選號(hào)分別是 0、1、2、3、4、5、6、7，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)對(duì)應(yīng)分別是 S0、S1、S2、S4、S5、S6、S7。滅燈）和搶答器的開(kāi)始。編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持主持人將系統(tǒng)清零為止。（2）擴(kuò)展功能搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定（如30 開(kāi)始鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)時(shí)，并用顯示器顯

2、示。示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示 00。 1. 設(shè)計(jì)思路（1）本題的根本任務(wù)是準(zhǔn)確判斷出第一搶答者的信號(hào)并將其鎖存。實(shí)現(xiàn)這人發(fā)出搶答命令之后才有效。1圖11顯示電路2QS =R=1SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài) =1、QQQQQQR 置0狀態(tài)。當(dāng)S=1， =0時(shí)，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為 =1、 =0，QQRQSQRQQQSRSQQS置1狀態(tài)。當(dāng) =0、R=1時(shí)，如果觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為 =0、 =1，因 =0，QRQQQSR發(fā)器現(xiàn)態(tài)如何，均會(huì)將觸發(fā)器置1。SQQ不定狀態(tài)。當(dāng) =R=0時(shí)，無(wú)論觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，均會(huì)使 =1，

3、=1。當(dāng)S和 G 和G 兩個(gè)門翻R12轉(zhuǎn)速度快慢，所以稱S= =0 是不定狀態(tài)，在實(shí)際電路中要避免此狀態(tài)出現(xiàn)。R3（2）74LS148優(yōu)先編碼器：表1 IIIIIIIIIYYYYYs01234567210s111111XXXXXXXX000000000111111101111111100001111100110011101010101100000000011111111XXXXXXX0XXXXXX011111107YY0S2IYSSS7IS7II7707721圖3 4二進(jìn)制譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼的各種狀態(tài)按特定含義翻譯成對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)的電路。也稱為變量譯碼器。若輸入端有n 位，代碼組合就有2

4、 個(gè)，當(dāng)n然可譯出2 個(gè)輸出信號(hào)。n顯示譯碼器由譯碼輸出和顯示器配合使用，最常用的是BCD七段譯碼器。其輸出是驅(qū)動(dòng)七段字形的七個(gè)信號(hào)，常見(jiàn)產(chǎn)品型號(hào)有74LS48、74LS47 等。成。電子計(jì)算器，數(shù)字萬(wàn)用表等顯示器都是顯示分段式數(shù)字。而LED數(shù)碼顯示器是最常見(jiàn)的。通常有紅、綠、黃等顏色。LED的死區(qū)電壓較高，工作電壓大約1.53V，驅(qū)動(dòng)電流為幾十毫安。如圖3 所示，是七段LED數(shù)碼管的引線圖和顯示數(shù)字情況。74LS47 譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是低電平有效，所以配接的數(shù)碼管須采用共陽(yáng)極接法；而74LS48 譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是高電平有效，所以，配接的數(shù)碼管須采用共陰極接法。數(shù)碼管常用型號(hào)有BS201、BS2

5、02等。圖3 是共陰式LED數(shù)碼管的原理圖，使用時(shí)，公陰極接地，7 個(gè)陽(yáng)極ag 由相應(yīng)的BCD 七段譯碼器來(lái)驅(qū)動(dòng)。2. 秒脈沖發(fā)生器電路該部分主要由 555 定時(shí)器秒脈沖產(chǎn)生電路、十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192 譯碼電路和 2 個(gè) 7 段數(shù)碼管即相關(guān)電路組成。完成的功能是當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕后，進(jìn)行30s倒計(jì)時(shí)，到0s時(shí)倒計(jì)時(shí)指示燈亮。當(dāng)有人搶答時(shí)，計(jì)時(shí)停止。兩塊 74LS192 實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過(guò)譯碼電路 74LS48 的預(yù)置數(shù)控制端實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)時(shí)模塊電路如圖4 所示：5圖 5 63報(bào)警電路控制輸入信號(hào)為經(jīng)過(guò)編碼的搶答選手的信號(hào)，當(dāng)有人在有效時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，定時(shí)時(shí)間到時(shí)無(wú)人搶答時(shí)，輸入信

6、號(hào)為高電平，報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)；反之，輸入信號(hào)為低電平時(shí)，報(bào)警器不工作。6：A B C D E F GA B C D E F G3CVA B C D E F GA B C D E F GCCO O O O O O OO O O O O O OOBRL R B NL R B NA B C D GA B C D G7 1 2 6 3 5 4 87 1 2 6 3 5 4 8 C63 263 213 2 6 7 1 113 2 6 7 1 1CCCCVVDANWNWO RDNGO RDNGP OP OU DL LL LU DA B C D CA B C D C501 4501 41 1 1 9 1

7、 1 5 4 81 1 1 9 1 1 5 4 8圖6 7 倒計(jì)時(shí)開(kāi)始后開(kāi)始計(jì)數(shù)，同時(shí)倒計(jì)時(shí)指示燈亮直到倒數(shù)到 0 如圖 7 所示：AB CDEFGAB CDEFG2221 C90126374 0圖7 在 BO1 和 BO2 端放置示波器，BO1 端仿真曲線如圖 8 和 BO2 端仿真曲線圖 9所示：計(jì)時(shí)器個(gè)位減到 0 時(shí)，BO1 出現(xiàn)一個(gè)下跳；計(jì)時(shí)器十位減到 0 時(shí)，BO2 出現(xiàn)一個(gè)下跳。8圖99圖 如果30燈熄滅，倒計(jì)時(shí)電路鎖定為00，搶答不再有效。蜂鳴器發(fā)出“滴”的聲音表示報(bào)警。圖 將檢查好的電路加上 5 伏直流穩(wěn)壓電源后，顯示選手編號(hào)的數(shù)碼管顯示 7，按下復(fù)位鍵后，接通電源，開(kāi)關(guān)打到預(yù)

8、置端，倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示 29。主持人撥動(dòng)開(kāi)關(guān)后，倒計(jì)時(shí)電路開(kāi)始從 29 秒倒數(shù)，8 路觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)處于待命狀態(tài)。若有選計(jì)時(shí)。同時(shí)其他選手所在的開(kāi)關(guān)被鎖定，搶答無(wú)效。如果 30 秒倒計(jì)時(shí)結(jié)束后仍無(wú)人搶答，LED 燈熄滅，倒計(jì)時(shí)電路鎖定為 00，搶答不再有效，且蜂鳴器發(fā)出。下一輪搶答。12首先感覺(jué)學(xué)校、老師、同學(xué)及在這次試驗(yàn)中所有給過(guò)我?guī)椭娜?最后的成功是離不開(kāi)他們的。1.用 multisim 軟件仿真。雖然以前在模電、Protel 課程設(shè)計(jì)中接觸過(guò)一些電 multisim 比 Protel 更靈活易用，熟練以后十分順手。在整個(gè)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，花費(fèi)時(shí)間時(shí)心中未免有點(diǎn)灰心，有時(shí)還特別想放棄，此時(shí)更加需要靜下心，查找原因。設(shè)計(jì)思路是最重要的，只要你的設(shè)計(jì)思路是成功的，那你的設(shè)計(jì)已經(jīng)成功了一半。打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2. 業(yè)題。這個(gè)階段的難度也不是很大，一般翻課本就可以找到答案并解決問(wèn)題。真正的實(shí)體。所以說(shuō)它是最重要的。實(shí)驗(yàn)階段我們遇到的問(wèn)題有：對(duì)軟件不熟悉；的