數(shù)電四人搶答器課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)</p><p>　　一.課程設(shè)計(jì)的題目：四人智力競(jìng)賽搶答器。</p><p>　　二.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求：</p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一臺(tái)可供4名選手參加比賽的智力競(jìng)賽搶答器。 用數(shù)字顯示搶答倒計(jì)時(shí)間，由“9”倒計(jì)到“0”時(shí)，無人搶答

2、，蜂鳴器連續(xù)響1秒。選手搶答時(shí)，數(shù)碼顯示選手組號(hào)，同時(shí)蜂鳴器響1秒，倒計(jì)時(shí)停止。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　(1)4名選手編號(hào)為：1，2，3，4。各有一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)對(duì)應(yīng)，也分別為1，2，3，4。</p><p>　　(2)給主持人設(shè)置一個(gè)控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管

3、滅燈）和搶答的開始。</p><p>　　(3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，該選手編號(hào)立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)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(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。</p><p>　　(4)搶答器具有定時(shí)（9秒）搶答的功能。當(dāng)主持人按下開始按鈕后，定時(shí)器開始倒計(jì)時(shí)，定時(shí)顯示器顯示倒計(jì)時(shí)

4、間，若無人搶答，倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)1秒。參賽選手在設(shè)定時(shí)間（9秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)1秒，同時(shí)定時(shí)器停止倒計(jì)時(shí)，搶答顯示器上顯示選手的編號(hào)，定時(shí)顯示器上顯示剩余搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。</p><p>　　(5)如果搶答定時(shí)已到，卻沒有選手搶答時(shí)，本次搶答無效。系統(tǒng)揚(yáng)聲器報(bào)警（音響持續(xù)1秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器顯示0。</p

5、><p>　　(6)可用石英晶體振蕩器或者555定時(shí)器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號(hào)，作為定時(shí)計(jì)數(shù)器的CP信號(hào)。</p><p>　　三.原理電路和程序設(shè)計(jì)：</p><p>　　1．?dāng)?shù)字搶答器總體方框圖      如圖11、1所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清除"狀態(tài)，搶

6、答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置開始"狀態(tài)，宣布"開始"搶答器工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示,當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示零。如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態(tài)開關(guān)。</p><p>　　2．單元電路設(shè)計(jì)

7、 (1) 搶答器電路    參考電路如圖11、２所示。該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選手按鍵操作無效。工作過程：開關(guān)S置于"清除"端時(shí)，RS觸發(fā)器的 端均為０，４個(gè)觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的 ＝０，使之處

8、于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S置于"開始"時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S4），74LS148的輸出 經(jīng)RS鎖存后，1Q=1,74LS48處于工作狀態(tài)，４Q３Q２Q=100,經(jīng)譯碼顯示為"4"。此外，1Ｑ＝１，使74LS148 ＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時(shí)，74LS148的 此時(shí)由于仍為１Ｑ＝１，使ST＝１，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二

9、次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關(guān)重新置 清除"然后再進(jìn)行下一輪搶答。74LS148為８線－３線優(yōu)先編碼器.</p><p><b>　　(2)定時(shí)電路</b></p><p>　　由節(jié)目主持人設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。可預(yù)置時(shí)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器7

10、4LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體電路如圖11、3所示。</p><p><b>　　（3）報(bào)警電路</b></p><p><b>　　(4)零點(diǎn)鎖存電路</b></p><p>　?。?）時(shí)序控制電路    時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：①主持人將控制開關(guān)撥到

11、"開始"位置時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)人正常搶答工作狀態(tài)。 ②當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路停止工作，倒計(jì)時(shí)歸零。</p><p>　　③當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無人搶答時(shí),搶答電路和定時(shí)電路停止工作。</p><p><b>　　秒脈沖波形</b></p><p><b>　　四.元件選擇</b&g

12、t;</p><p>　　1. 集成電路： 74LS148 1片 74LS373 1片 74LS48 2片 74LS192 1片 NE555 1片 74LS00 2片 </p><p>　　74LS121 2片 74LS21 1片 74LS32 1片 74LS08 1片<

13、/p><p>　　2. 電 阻|： 100KΩ 2只 40Ω 2只 15kΩ l只 68kΩ l只 </p><p>　　3. 電 容： 10UF 3只 10nf 1只4. 其 它： 共陰極顯示器 2只, 雙刀單閘開關(guān) 1只，PBNO開關(guān)4只，buzzer蜂鳴器2只</p><p>

14、;　　五,整體電路及軟件仿真的效果圖以及仿真調(diào)試結(jié)果分析</p><p><b>　　555的秒脈沖圖</b></p><p><b>　　六.工作原理</b></p><p>　　1.置數(shù)：通過單刀雙擲開關(guān)將74ls192的load輸入端先置為高電平，使74ls192實(shí)現(xiàn)置數(shù)功能，將其置為1001，再通過開關(guān)，將load

15、輸入端先置為低電平，使其開始倒計(jì)時(shí)。 </p><p>　　2.當(dāng)主持人按下開始按鈕時(shí),蜂鳴器響，選手開始搶答,并且倒計(jì)時(shí)開始倒計(jì),當(dāng)有任何一個(gè)選手按下按鈕時(shí)LS148被鎖存,蜂鳴器響，其他選手按下無效,同時(shí)倒計(jì)時(shí)制止,數(shù)碼管顯示剩余時(shí)

16、間和選手對(duì)應(yīng)的號(hào)碼,倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示為0，蜂鳴器響，禁止選手搶答。主持人再置為開始狀態(tài),其他選手才可以繼續(xù)搶答,倒計(jì)時(shí)從新倒計(jì),進(jìn)入下一個(gè)搶答狀態(tài). </p><p>　　3.當(dāng)無選手按按鈕是,倒計(jì)時(shí)繼續(xù)直到倒計(jì)時(shí)為零,此時(shí)零點(diǎn)到的信號(hào)將LS148鎖存,選手再按下按鈕無效,同樣只有當(dāng)主持人清零后再置為開始狀態(tài),其他選手才可以繼續(xù)搶答。</p><p>　　4.鎖存的實(shí)現(xiàn):LS373的有信號(hào)

17、輸入時(shí)，通過74LS21將信號(hào)反饋回74LS373的使能端EI,此時(shí)LS373被高電平鎖住，停止工作，禁止其它選手搶答，同時(shí)將低電平信號(hào)反饋回74ls192的倒計(jì)時(shí)輸入端，使其停止工作，保持剩余搶答時(shí)間。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)為0時(shí)，通過74LS32將信號(hào)反饋回74LS148的使能端EI，此時(shí)LS148被鎖在低電平，停止工作，禁止有選手超時(shí)搶答，同時(shí)將低電平信號(hào)反饋回74ls192的倒計(jì)時(shí)輸入端，使其停止工作，停止倒計(jì)時(shí)。主持人通過單刀雙擲開關(guān)對(duì)LS

18、373和LS148的使能端的控制來清除鎖存信號(hào),并使得搶答器重新工作。</p><p><b>　　七．總結(jié)</b></p><p>　　1、通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我動(dòng)手、思考和解決問題的能力。 </p><p>　　在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我總共想過兩個(gè)方案，另一個(gè)方案弄了兩天，原理圖和仿真圖都實(shí)現(xiàn)結(jié)果，但實(shí)物結(jié)果總是實(shí)現(xiàn)不了題目的要求。所以我又

19、花了一天的時(shí)間做出這個(gè)方案，這個(gè)相對(duì)另一個(gè)方案比較簡(jiǎn)單，包括電路原理和連接，和芯片上的選擇。</p><p>　　2、在設(shè)計(jì)過程，經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了。所以這幾天不管是吃飯還是睡覺，腦子里總是想著如何解決這些問題，如何想出更好的連接方法。不過說也奇怪，整天想著這些問題，腦子和身體卻一點(diǎn)都不會(huì)覺得累?；蛟S是那種渴望得到知識(shí)的欲念把疲勞趕到九宵云外去了

20、吧！ </p><p>　　3、我沉得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，主要是因?yàn)闆]有動(dòng)手實(shí)踐過吧！認(rèn)識(shí)來源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。故一個(gè)小小的課程設(shè)計(jì)，對(duì)我們的作用是如此之大。</p><p>　　4

21、.經(jīng)過這幾周的努力，在老師和同學(xué)的幫助下，我基本上完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。通過這次課程設(shè)計(jì)，我充分認(rèn)識(shí)到了自學(xué)的重要性，以及學(xué)以致用的道理，也體會(huì)到很多自己完成一件事,成功解決困難的樂趣。我在圖書館和網(wǎng)上查閱了大量的資料，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了圖書館和網(wǎng)上搜索的重要作用。在今后的學(xué)習(xí)過程中，應(yīng)該多到圖書館和網(wǎng)上看一些專業(yè)方面的書籍，以豐富自己的知識(shí)。也使我加深了對(duì)數(shù)字電路技術(shù)的理解和應(yīng)用。由于知識(shí)水平的局限，設(shè)計(jì)中可能會(huì)存在著一些不足，我真誠的接受老師