數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)-搶答器課程設(shè)計(jì)課件

數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求1、了解電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的一般過程；2、初步掌握一般電子線路分析和設(shè)計(jì)的基本方法；3、了解PCB布線的基本原則和方法；4、掌握一般電子線路裝配的基本方法；5、掌握一般電子線路實(shí)際調(diào)試的基本并能解決出現(xiàn)的問題；6、能撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告書并作簡單、流暢的答辯。1、根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo),確立設(shè)計(jì)方案；2、畫出原理框圖；3、選擇元器件,畫出電原理圖；4、根據(jù)電原理圖,設(shè)計(jì)印制板的布局、布線；5、根據(jù)電原理圖,焊接電路板；6、測試、驗(yàn)證、完善設(shè)計(jì)。一般電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程1、所設(shè)計(jì)的電路必須存在搶答開關(guān)陣列才能實(shí)現(xiàn)搶答功能；設(shè)計(jì)任務(wù)分析2、電路中必須存在能夠顯示搶答結(jié)果的LED數(shù)碼管，該數(shù)碼管在搶答結(jié)束后，應(yīng)當(dāng)立即顯示對應(yīng)的搶答結(jié)果。搶答器復(fù)位后，該數(shù)碼管顯示為“0”，以表明當(dāng)前狀態(tài)為待搶答狀態(tài)；3、電路中必須存在鎖存電路，以使搶答器在響應(yīng)某個(gè)搶答請求后，對后續(xù)搶答者的搶答請求不予反應(yīng)；5、電路中必須設(shè)置一個(gè)復(fù)位按鍵，使搶答器復(fù)位，以便在本輪搶答結(jié)束后，能夠可靠地進(jìn)入下一輪搶答。4、電路中必須存在編碼電路，以便將搶答者的搶答信息進(jìn)行編碼，并供顯示電路進(jìn)行顯示。6、倒計(jì)時(shí)功能，搶答開始后開始計(jì)時(shí)，30秒到停止搶答。（1）開關(guān)陣列電路：搶答輸入八人搶答器原理開關(guān)陣列電路電路觸發(fā)鎖存編碼器七段顯示譯碼器數(shù)碼顯示器解鎖電路（2）觸發(fā)鎖存電路：搶答控制（3）編碼器：搶答者序號編碼（4）7段顯示譯碼器：搶答結(jié)果譯碼驅(qū)動(dòng)（5）數(shù)碼顯示器：搶答結(jié)果顯示（6）解鎖電路：本輪搶答后復(fù)位，以便進(jìn)入下一輪搶答1、電路作用搶答者序號顯示電路主要用于顯示搶答者的序號，以便主持人能夠及時(shí)了解搶答的情況。搶答者序號顯示電路2、電路組成搶答者序號顯示電路主要由譯碼驅(qū)動(dòng)電路及數(shù)碼顯示電路組成。在實(shí)際電路設(shè)計(jì)過程中，譯碼驅(qū)動(dòng)電路一般可以直接使用專用數(shù)字集成電路，而數(shù)碼顯示電路一般使用七段LED數(shù)碼管。按照器件內(nèi)部的不同連接方式，LED七段數(shù)碼顯示器可以分為共陽和共陰兩種，具體內(nèi)部電路連接方式如上圖所示。在實(shí)際使用時(shí)，為了避免LED因?yàn)楣ぷ麟娏鬟^大而損壞，一般在COM端與電源（共陽）或地（共陰）之間串連一只限流電阻，該電阻一般為100歐姆（功率一般為0.5W）。共陽共陰LED數(shù)碼管內(nèi)部電路七段顯示譯碼器CD4511是一種與共陰極數(shù)字顯示器配合使用的集成顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器，是一種以CMOS制成的中規(guī)模集成電路（Medium-ScaleIntegratedCircuit，簡稱MSI），它的功能是將輸入的4位二進(jìn)制BCD碼轉(zhuǎn)換成顯示器所需要的七段驅(qū)動(dòng)信號a～g，它與共陰極數(shù)碼顯示管配合使用。該芯片為DIP16封裝（Dualin-linePackage

，簡稱DIP），其引腳分布如下圖所示：譯碼驅(qū)動(dòng)電路CD4511介紹BCLTVccfgabcdeGNDDLEBLACD4511CD4511真值表911001111001011811111110001011700001111110011611111000110011511011011010011411001100010011311001111100011210110110100011100001101000011001111110000011鎖存***********111滅0000000XxXXX0181111111xxxxxx0顯示gfedcbaABCDLEBCLTVccfgabcdeGNDDLEBLACD4511LED數(shù)碼顯示電路檢查圖中是否存在錯(cuò)誤？同時(shí)在進(jìn)行電路裝配時(shí)。注意圖中LED數(shù)碼管的引腳排列順序，如果引腳順序弄錯(cuò)，將導(dǎo)致LED數(shù)碼管顯示錯(cuò)誤或者為亂碼。搶答信號編碼1、電路作用編碼電路主要用于依據(jù)搶答者的搶答情況，對其進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生滿足顯示電路所需要的對應(yīng)于搶答者序號的十進(jìn)制編碼。編碼電路2、電路組成在實(shí)際電路設(shè)計(jì)過程中，編碼電路一般可以直接使用專用數(shù)字集成電路，在本設(shè)計(jì)中主要采用74LS147作為編碼電路。1、芯片功能介紹74LS147是DIP16封裝，為10線-4線優(yōu)先編碼器，具備9路輸入，輸出為4位十進(jìn)制編碼。74LS147簡介2、真值表3、芯片引腳1、芯片使用注意事項(xiàng)在本設(shè)計(jì)中，只需要使用8路，因此對多余的一個(gè)引腳必須進(jìn)行處理，結(jié)合該芯片的真值表，對多余的引腳（10腳）進(jìn)行處理（在數(shù)字電路中對多余引腳的處理方法一般為接地或者接電源的方法，需要視具體電路作不同的處理。）。該芯片的15腳為空余端子，在使用時(shí)可以不作任何處理。該電路的輸出為十進(jìn)制編碼的反碼，為了確保譯碼顯示電路能夠正確譯碼及顯示，在實(shí)際電路中還需要對該電路的十進(jìn)制編碼輸出端進(jìn)行取反處理，一般在其每個(gè)輸出端接一個(gè)非門即可。編碼器電路設(shè)計(jì)2、編碼電路搶答信號輸入搶答者序號編碼輸出1、電路作用鎖存電路主要用于對搶答者的搶答信息進(jìn)行鎖存，以確保電路只響應(yīng)一位搶答者的搶答請求。解鎖電路主要用于在本輪搶答后，主持人解除本輪搶答信息，以便能夠進(jìn)入下一輪搶答。鎖存及解鎖電路2、電路組成在實(shí)際電路設(shè)計(jì)過程中，鎖存電路一般可以直接使用觸發(fā)器構(gòu)成，該電路有別于前面使用的數(shù)字集成電路。該電路的輸出不經(jīng)取決于電路的當(dāng)前輸入狀態(tài)，還與電路的上一個(gè)狀態(tài)有關(guān)，稱為時(shí)序邏輯電路（前面介紹的為組合邏輯電路）。在本設(shè)計(jì)中采用74LS373作為鎖存電路。解鎖電路主要對鎖存器的控制端進(jìn)行控制，為不影響鎖存器的正常工作，需要和鎖存電路共同控制鎖存器的控制端（借助于或門電路實(shí)現(xiàn)）。1、芯片功能介紹74LS373是DIP20封裝，8路鎖存器，三態(tài)輸出（0，1，高阻）。74LS373簡介4、內(nèi)部結(jié)構(gòu)2、芯片引腳3、功能表1、芯片功能介紹74LS32是DIP14封裝，4-2輸入或門集成電路。74LS32簡介5、內(nèi)部結(jié)構(gòu)2、芯片引腳3、功能表4、邏輯關(guān)系1、電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)為可靠地實(shí)現(xiàn)鎖存器的鎖存功能，需要對鎖存器的使能端進(jìn)行控制，主要借助于搶答信號對74LS373的使能端進(jìn)行控制（依據(jù)74LS373的11腳的控制特性，鎖存器輸出經(jīng)過74LS30后控制。）。為不影響鎖存電路的正常工作，通過外電路產(chǎn)生一個(gè)高電平和搶答鎖存信號相或之后控制74LS373的11腳。鎖存及解鎖電路設(shè)計(jì)2、鎖存及解鎖電路搶答開關(guān)信號搶答信號1、電路作用開關(guān)陣列電路主要用于對提供搶答者搶答手段，該電路產(chǎn)生搶答開關(guān)信號，為鎖存電路提供搶答開關(guān)信號。開關(guān)陣列電路2、電路組成結(jié)合實(shí)際要求，該電路主要由開關(guān)及上拉電阻構(gòu)成。結(jié)合整體電路框圖，設(shè)計(jì)整體電路并繪圖。繪圖時(shí)不要忘記集成電路的電源及接地引腳的正確連接。整體電路設(shè)計(jì)整體電路（錯(cuò)誤）整體電路（正確）1.電源線與地線的顏色要有區(qū)分：電源（紅線），地線（黑線）。其余（白線或者其他顏色，但是不能是紅色和黑色）2.做到橫平豎直，緊貼PCB板。包括元器件也緊貼印制板（貼底焊），集成電路首先焊接插座，插座焊好后，將集成電路直接裝入集成電路插座即可。3.線與線不能交叉。4.盡可能不要在焊接面布線。5.焊點(diǎn)均勻飽滿，不虛焊、不漏焊。6.按鍵及LED數(shù)碼管的放置要符合常規(guī)使用習(xí)慣。PCB布線及裝配注意事項(xiàng)作品PCB布線（一）作品PCB布線（二）作品PCB布線（三）作品PCB布線（四）作品PCB布線（五）1.首先裝配譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示電路，并完成該部分電路的測試；電路裝配及測試流程2.裝配譯碼電路，并完成該部分電路的測試；3.開關(guān)陣列、鎖存及解鎖部分，并完成該部分電路的測試。

在電子制作中，元器件的連接處需要焊接。焊接的質(zhì)量對制作的質(zhì)量影響極大。所以，學(xué)習(xí)電子制作技術(shù)，必須掌握焊接技術(shù)，練好焊接基本功。1.焊接準(zhǔn)備:

清理工作臺、準(zhǔn)備好焊料、焊劑、鑷子、剪刀等必備工具.特別是準(zhǔn)備好烙鐵。(功率合適、調(diào)整好電烙鐵的溫度、使烙鐵頭始終處于吃錫狀態(tài))焊接準(zhǔn)備1)元器件引出腳上錫。2)手工焊接的基本步驟。焊接過程焊接要求焊接要求1、當(dāng)無人搶答器