八路搶答器課程設(shè)計報告

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………1</p><p>　　設(shè)計目的………………………………………………1</p><p>　　設(shè)計任務(wù)及要求………………………………………1</p><p>　　設(shè)計要求………………………………………………1<

2、/p><p>　　設(shè)計任務(wù)………………………………………………2</p><p>　　八路搶答器電路的設(shè)計及原理………………………2</p><p>　　設(shè)計思路………………………………………………2</p><p>　　總電路框圖……………………………………………3</p><p>　　各模塊設(shè)計方案及原理說明……………

3、……………3</p><p>　　搶答電路…………………………………………3</p><p>　　30秒倒計時電路………………………………10</p><p>　　報警電路………………………………………17</p><p>　　搶答器的總電路……………………………………23</p><p>　　設(shè)計心得……………………

4、………………………24</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄1 元件明細(xì)表…………………………………26</p><p>　　附錄2 元件報價表…………………………………27</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………28</p><p>

5、　　完整電路示圖……………………………………………29</p><p><b>　　8路搶答器</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)越來越來多的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的日常生活中。例如企業(yè)、學(xué)校和電視臺等單位常舉辦各種智力競賽, 搶答記分器是必要設(shè)備。搶答器作為一種工具，已經(jīng)廣泛應(yīng)

6、用于各種智力和知識競賽場合。本設(shè)計以八路智力競賽搶答器為基本概念，從實際應(yīng)用出發(fā),利用電子設(shè)計自動化( EDA)技術(shù),用數(shù)字、模擬電子器件設(shè)計具有擴(kuò)充功能的搶答器。該搶答器的設(shè)計利用Multisim10完成了原理圖設(shè)計和電路仿真，具有數(shù)字顯示、倒計時顯示、編碼譯碼功能，應(yīng)用效果良好。</p><p><b>　　設(shè)計目的</b></p><p>　　本電子設(shè)計，主要為

7、了實現(xiàn)以下目的：</p><p>　　增強對數(shù)字電子技術(shù)的了解與掌握；</p><p>　　學(xué)習(xí)相關(guān)軟件的使用方法；</p><p>　　熟悉優(yōu)先編碼器、觸發(fā)器、計數(shù)器、譯碼電路等的應(yīng)用方法；</p><p>　　熟悉時序電路的設(shè)計方法；</p><p>　　具備簡單電路的設(shè)計能力。</p><p&

8、gt;<b>　　設(shè)計的任務(wù)及要求</b></p><p>　　設(shè)計一搶答器，設(shè)計要求如下：</p><p>　　設(shè)計一個智力競賽搶答器，可同時供8名選手或8個代表隊參賽，他們的選號分別是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一個搶答按鈕，按鈕的編號對應(yīng)分別是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。</p><p>　　給節(jié)目主持人設(shè)置一

9、個控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零（編號顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答器的開始。</p><p>　　搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號，其對應(yīng)的燈被點亮。</p><p>　　數(shù)字搶答器定時為30s，通過控制鍵啟動搶答器后，要求30s定時器開始工作，發(fā)光二極管點亮。</p><p>　　如果定時搶

10、答的時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器上顯示00。</p><p><b>　　要求完成的任務(wù)：</b></p><p>　　計算參數(shù)，安裝、調(diào)試電路；</p><p>　　對每個子電路進(jìn)行解釋說明；</p><p>　　畫出完整的電路圖，寫出設(shè)計總結(jié)報

11、告。</p><p>　　搶答器電路的設(shè)計及原理</p><p><b>　　設(shè)計思路</b></p><p>　?、俦绢}的根本任務(wù)是準(zhǔn)確判斷出第一搶答者的信號并將其鎖存。實現(xiàn)這一功能可選擇使用觸發(fā)器或鎖存器等。在得到第一信號之后應(yīng)立即將電路的輸入封鎖，即使其他組的搶答信號無效。同時還必須注意，第一搶答信號應(yīng)該在主持人發(fā)出搶答命令之后才有效。&

12、lt;/p><p>　?、诋?dāng)電路形成第一搶答信號之后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示出搶答者的組別，也可以用發(fā)光二極管直接指示出組別。</p><p>　?、墼谥鞒秩藳]有按下開始搶答按鈕前，參賽者的搶答開關(guān)無效；當(dāng)主持人按下開始搶答按鈕后，開始進(jìn)行30秒倒計時，此時，若有組別搶答，顯示該組別并使搶答指示燈亮表示“已有人搶答”；當(dāng)計時時間到，仍無組別搶答，則計時指示燈滅表示“時間已到”，主持人清

13、零后開始新一輪搶答。</p><p><b>　　總電路框圖</b></p><p><b>　　圖1 總電路框圖 </b></p><p>　　各模塊設(shè)計方案及原理說明</p><p><b>　　3.1搶答電路</b></p><p>　　此部分電路

14、主要完成的功能是實現(xiàn)8路選手搶答并進(jìn)行鎖存。</p><p>　　使用優(yōu)先編碼器 74LS148 和鎖存器 74LS297 來完成。該電路主要完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號（顯示電路采用七段數(shù)字?jǐn)?shù)碼顯示管）；二是禁止其他選手按鍵，其按鍵操作無效。工作過程：開關(guān)S 置于"清除"端時，RS 觸發(fā)器的 R、S 端均為0，4 個觸發(fā)器輸出置0，

15、使74LS148 的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝ 0，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S 置于"開始"時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將搶答按鍵按下時（如按下S5），74LS148 的輸出經(jīng)RS 鎖存后，CTR=1,RBO =1, 七段顯示電路74LS48 處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101,經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，CTR ＝1，使74LS148 優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝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，74

16、LS148 的 此時由于仍為CTR＝1，使優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝1， 5 所以74LS148 仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會出二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。只要有一組選手先按下?lián)尨鹌鳎蜁⒕幋a器鎖死，不再對其他組進(jìn)行編碼。通過74LS48譯碼器</p><p>　　搶答模塊原理圖如圖2：</p><p><b>　　電路功能分析：</b></p>

17、<p>　?。?）優(yōu)先編碼電路（74LS148）分辨出搶答者編號，由鎖存器（74LS279）鎖存，由譯碼器（74LS47）顯示編號； </p><p>　?。?）控制電路對輸入電路進(jìn)行封鎖，避免其他人兩次搶答； </p><p>　　（3）Space開關(guān)置于“閉合”，顯示數(shù)碼管熄滅（黑屏），置于“斷開”，等待下一輪。</p><p>　　圖2 搶答模塊原

18、理圖</p><p><b>　　RS觸發(fā)器：</b></p><p>　　1. 保持狀態(tài)。當(dāng)輸入端接入==1的電平時，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)=1、=0，則觸發(fā)器次態(tài)=1、=0；若基本SR觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)=0、=1，則觸發(fā)器次態(tài)=0、=1。即==1時，觸發(fā)器保持原狀態(tài)不變。</p><p>　　2. 置0狀態(tài)。當(dāng)=1，=0時，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)

19、為=1、=0，因=0，會使=1，而=1與=1共同作用使端翻轉(zhuǎn)為0；如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為=0、=1，同理會使=0，=1。只要輸入信號=1，=0，無論基本SR觸發(fā)器的輸出現(xiàn)態(tài)如何，均會使輸出次態(tài)置為0態(tài)。</p><p>　　3. 置1狀態(tài)。當(dāng)=0、=1時，如果觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為=0、=1，因=0，會使G1的輸出端次態(tài)翻轉(zhuǎn)為1，而=1和=1共同使G2的輸出端=0；同理當(dāng)=1、=0，也會使觸發(fā)器的次態(tài)輸出為=1、=0；只

20、要=0、=1，無論觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)如何，均會將觸發(fā)器置1。</p><p>　　4. 不定狀態(tài)。當(dāng)==0時，無論觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，均會使=1，=1。當(dāng)脈沖去掉后，和同時恢復(fù)高電平后，觸發(fā)器的新狀態(tài)要看G1 和G2兩個門翻轉(zhuǎn)速度快慢，所以稱==0是不定狀態(tài)，在實際電路中要避免此狀態(tài)出現(xiàn)。</p><p>　　1.74LS148編碼器功能表如下：</p><p>　　表1

21、 優(yōu)先編碼器74LS148功能表</p><p>　　74LS148的輸入端和輸出端低電平有效。~是輸入信號，~為三位二進(jìn)制編碼輸出信號，＝1時，編碼器禁止編碼，當(dāng)＝0時，允許編碼。是技能輸出端，只有在＝0，而~均無編碼輸入信號時為0。為優(yōu)先編碼輸出端，在＝0而~的其中之一有信號時，＝0。~各輸入端的優(yōu)先順序為：級別最高，級別最低。如果＝0（有信號），則其它輸入端即使有輸入信號，均不起作用，此時輸出只按編碼，＝0

22、00。優(yōu)先編碼被廣泛用于計算機(jī)控制系統(tǒng)中，當(dāng)有多個外設(shè)申請中斷時，優(yōu)先編碼器總是給優(yōu)先級別高的設(shè)備先編碼。 2. 鎖存器74LS279功能表如下：</p><p>　　表2 74LS279功能表</p><p>　　74LS279就是4R-S觸發(fā)器，每片上有四路R-S觸發(fā)器。每路R-S觸發(fā)器有R

23、 </p><p>　　和S兩個輸入和一個輸出端Q。當(dāng)S輸入低電平（0）時，輸出Q為低電平（0）；當(dāng)S輸入高電平（1）時，如果R輸入低電平（0），則Q為高電平（1）；當(dāng)S輸入高電平（1）時，如果R輸入低電平（1），則Q保持不變。</p><p>　　3.譯碼器原理（74LS47）</p><p>　　譯碼器的邏輯功能是將每個輸入的二進(jìn)制代碼譯成

24、對應(yīng)的輸出的高、低電平信號。常用的譯碼器電路有二進(jìn)制譯碼器、二--十進(jìn)制譯碼器和顯示譯碼器。譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。實現(xiàn)譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應(yīng)關(guān)系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數(shù)碼管配合使用，表2.1列出了74LS47的真值表，表示出了它與數(shù)碼管之間的關(guān)系。</p><p>　　表3 74LS47真值表</p

25、><p>　　74LS47是BCD-7段數(shù)碼管譯碼器/驅(qū)動器， 74LS47的功能用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過它解碼， 可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字。 74LS47為低電平作用。</p><p>　　4. 74LS47譯碼器引角功能：</p><p>　　(1)LT(——)：試燈輸入，是為了檢查數(shù)碼管各段是否能正常發(fā)光而設(shè)置的。當(dāng)LT(——)=0時，

26、無論輸入A3 ，A2 ，A1 ，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為低電平，也就是七段將全亮,若驅(qū)動的數(shù)碼管正常，是顯示8。 (2)BI(—)：滅燈輸入，是為控制多位數(shù)碼顯示的滅燈所設(shè)置的。當(dāng)BI(—)=0時，不論LT(——)和輸入A3 ，A2 ，A1，A0為何種狀態(tài)，譯碼器輸出均為高電平，使共陽極數(shù)碼管熄滅。 (3)RBI(——)：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設(shè)定的。當(dāng)對每一位A3= A2 =A1 =A0=0時，本

27、應(yīng)顯示0，但是在RBI(——-)=0作用下，使譯碼器輸出全為高電平。其結(jié)果和加入滅燈信號的結(jié)果一樣，將0熄滅。 (4)RBO(———)：滅零輸出，它和滅燈輸入BI(—)共用一端，兩者配合使用，可以實現(xiàn)多位數(shù)碼顯示的滅零控制。</p><p>　　5. 譯碼顯示電路 </p><p>　　圖3 譯碼顯示電路</p><p>　　二進(jìn)制譯碼器是將輸入的二進(jìn)制

28、代碼的各種狀態(tài)按特定含義翻譯成對應(yīng)輸出信號的電路。也稱為變量譯碼器。若輸入端有n位，代碼組合就有2n個，當(dāng)然可譯出2n個輸出信號。</p><p>　　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)動七段字形的七個信號，常見產(chǎn)品型號有74LS48、74LS47等。</p><p>　　字符顯示器：分段式顯示是將字符由分布在同一平面上的若干段發(fā)光筆劃組成。電子計

29、算器，數(shù)字萬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1.5~3V，驅(qū)動電流為幾十毫安。74LS47譯碼驅(qū)動器輸出是低電平有效，所以配接的數(shù)碼管須采用共陽極接法；而74LS48譯碼驅(qū)動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)碼管常用型號有BS201、BS202等，使用時，公陰極接地，7個陽極a~g由相應(yīng)的BCD七段譯碼器來驅(qū)動。</p&

30、gt;<p>　　6.搶答電路工作狀態(tài) ：</p><p>　　（1）Space位于“消除”，觸發(fā)器“74LS279”的四個R端接地（低電平），輸出端（1Q1，1Q2，2Q1，2Q2）全部為低電平，于是74LS47的0=BI，顯示器燈熄滅。 </p><p>　　（2）74LS148選通輸入端0=ST（即0=EI），74LS148處于工作狀態(tài)，此時鎖存器不工作。 （3）當(dāng)Sp

31、ace位于“開始”端時，優(yōu)先編碼電路和鎖存器同時工作，等待輸入端（74LS148）的輸入端0、7輸入信號。</p><p>　?。?）例如：按下“5”號，編碼器的輸出010012=YYY，即（CBA=010）經(jīng)RS儲存器后，1Q1=1,即1=BI，74LS279處于工作狀態(tài)，2Q2，2Q1，1Q2=101,經(jīng)過74LS47譯碼后，顯示器顯示“5”。 </p><p>　?。?）1Q1，使

32、74LS148的1=ST（即1=EI），74LS148處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其他鍵的輸入。 </p><p>　?。?）當(dāng)按下的鍵松開后，74LS148的1=ESY（即1=GS），但由于1Q的輸出端仍維持高電平不變，所以仍然處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其他鍵的輸入。 </p><p>　?。?）當(dāng)Space接地，才能復(fù)位，進(jìn)入下一輪工作。</p><p>　　3.2

33、 30秒倒計時電路</p><p>　　1. 由節(jié)目主持人根設(shè)定一次搶答的時間，通過預(yù)置時間電路對計數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供?？深A(yù)置時間的電路選用十進(jìn)制同步加減計數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計，具體電路原理圖如下：</p><p>　　該部分主要由時鐘脈沖產(chǎn)生電路，十進(jìn)制同步加減計數(shù)器74LS192 減法計數(shù)電路、74LS48 譯碼電路和 2 個 7 段數(shù)碼管即相關(guān)電路組

34、成。完成的功能是當(dāng)主持人按下開始搶答按鈕后，進(jìn)行30s倒計時，到0s時倒計時指示燈亮。當(dāng)有人搶答時，計時停止。兩塊74LS192 實現(xiàn)減法計數(shù)，通過譯碼電路 74LS48 顯示到數(shù)碼管上，其時鐘信號由時鐘產(chǎn)生電路提供。74LS192 的預(yù)置數(shù)控制端實現(xiàn)預(yù)置數(shù)30s，計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供。按鍵彈起后，計數(shù)器開始減法計數(shù)工作，并將時間顯示在共陰極七段數(shù)碼顯示管上，當(dāng)有人搶答時，停止計數(shù)并顯示此時的倒計時時間；如果沒有人搶答，且倒

35、計時時間到時，輸出低電平到時序控制電路，發(fā)光二級管發(fā)亮，同時以后選手搶答無效。</p><p>　　圖4 30秒倒計時電路 </p><p>　　74LS48的7623引腳接受來自74LS192的輸出信號并把它譯碼 顯示在數(shù)碼管上。74LS192的9101115引腳完成時間設(shè)定功能本設(shè)計要求定時30秒，所以把左邊的芯片的115引腳接高電位期于的全接低位使的初始時間設(shè)

36、定為30秒。</p><p>　　工作過程為：搶答開始前74LS192的置數(shù)端為低電位處于初始狀態(tài)數(shù)碼管顯示為305引腳接高電位。搶答開始后秒脈沖沖推動右邊的芯片開始倒記時同時右邊芯片產(chǎn)生的信號做為左邊芯片的CP信號推動左邊的芯片倒記時完成十進(jìn)制的倒記時功能。當(dāng)有人搶答后1Q的輸出為1經(jīng)過非門后變</p><p>　　為0通過與門屏蔽了秒信號停止記時完成顯示搶答時間的

37、功能。當(dāng)記到了30秒時左邊的芯片產(chǎn)生的定時到信號輸出為低電位也屏蔽了秒信號使得數(shù)碼管顯示為00。</p><p>　　1.74LS48譯碼器 </p><p>　　74LS48芯片是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動器，常用在各種數(shù)字電路和單片機(jī)系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)中。74LS47的功能用于將BCD碼轉(zhuǎn)化成數(shù)碼塊中的數(shù)字,通過它解碼， 可以直接把數(shù)字轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管的顯示數(shù)字， 從而簡化了

38、程序。</p><p>　　圖5 74ls48引腳圖 </p><p>　　表4 74LS48功能表</p><p>　　74LS192是雙時鐘方式的十進(jìn)制可逆計數(shù)器。</p><p>　　表5 74LS192的功能表</p><p>　　圖6     

39、  （A）引腳排列                       (B) 邏輯符號</p><p>　　圖中：為置數(shù)端，為加計數(shù)端，為減計數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端

40、， 為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。</p><p>　　CPU為加計數(shù)時鐘輸入端，CPD為減計數(shù)時鐘輸入端。</p><p>　　LD為預(yù)置輸入控制端，異步預(yù)置。</p><p>　　CR為復(fù)位輸入端，高電平有效，異步清除。</p><p>　　CO為進(jìn)位輸出

41、：1001狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出，</p><p>　　BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出。</p><p><b>　　3.電路仿真</b></p><p>　　圖7 30秒倒計時電路仿真</p><p><b>　　3.3報警電路</b></p><p>　　1.由55

42、5定時器和三極管構(gòu)成的報警電路如圖6所示：</p><p><b>　　圖8 報警電路</b></p><p>　　其中555構(gòu)成多諧振蕩器</p><p>　　其輸出信號經(jīng)三極管推動揚聲器。PR為控制信號</p><p>　　當(dāng)PR為高電平時，多諧振蕩器工作：反之，電路停振不再工作。</p><

43、;p>　?。?）. 555定時器</p><p>　　集成555定時器是一種將模擬功能與邏輯功能巧妙結(jié)合在一起的數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路。</p><p>　　555集成電路內(nèi)部一共集成了21個晶體管、4個晶體二極管和16個電阻器,組成了兩個電壓比較器、一個基本R-S觸發(fā)器、一個放電晶體三極管和一個由3個全等電阻組成的分壓器。</p><p>　　圖9

44、 555定時器內(nèi)部方框圖</p><p>　?。?）.555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器</p><p>　　多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路，由于矩形波中除基波外還含有豐富的高次諧波，故 稱為多諧振蕩器。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，在自身因素的作用下，電路就在兩個暫穩(wěn)態(tài)之 間來回轉(zhuǎn)換，故又稱它為無穩(wěn)態(tài)電路。</p><p>　　由555定時器和外接

45、元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過R1、R2向C充電，以及C通過R2向放電端放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在和之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波。由555構(gòu)成多諧振蕩器電路如圖所示：</p><p>　　圖10  555構(gòu)成多諧振蕩器      

46、           圖11  多諧振蕩器的波形圖</p><p>　　多諧振蕩器的工作原理：</p><p>　　多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路，由于矩形波中除基波外還含有豐富的高次諧波，故 稱為多諧振蕩器。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，在自身因素的作用下，電

47、路就在兩個暫穩(wěn)態(tài)之 間來回轉(zhuǎn)換，故又稱它為無穩(wěn)態(tài)電路。</p><p>　　由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖1所示，R1，R2和C是外接定時元件，電路中將高電平觸發(fā)端（6腳） 和低電平觸發(fā)端（2腳）并接后接到R2和C的連接處，將放電端（7腳）接到R1，R2的連接處。</p><p>　　外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較

48、強的功率輸出能力。</p><p>　　由于接通電源瞬間，電容C來不及充電，電容器兩端電壓uc為低電平，小于（1/3）Vcc，故高電平觸發(fā) 端與低電平觸發(fā)端均為低電平，輸出uo為高電平，放電管VT截止。這時，電源經(jīng)R1，R2對電容C充電，使 電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)uc上升到（2/3）Vcc時，輸出uo為低電平，放電管VT導(dǎo)通，把uc從（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc這段時間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，

49、其維持時間TPH的長短與電容的充電時間有關(guān) 。充電時間常數(shù)T充=（R1＋R2）C。</p><p>　　由于放電管VT導(dǎo)通，電容C通過電阻R2和放電管放電，電路進(jìn)人第二暫穩(wěn)態(tài).其維持時間TPL的長短與電 容的放電時間有關(guān)，放電時間常數(shù)T放＝R2C0隨著C的放電，uc下降，當(dāng)uc下降到（1/3）Vcc時，輸出uo。 為高電平，放電管VT截止，Vcc再次對電容c充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)。不難理解，接通電源后，電

50、路就在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)，則輸出可得矩形波。電路一旦起振后，uc電壓總是在（1/3～2/3）Vcc 之間變化。圖1（b）所示為工作波形。</p><p><b>　　（3）.蜂鳴器</b></p><p><b>　　圖12 蜂鳴器</b></p><p>　　蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣

51、泛應(yīng)用于計算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。</p><p>　　蜂鳴器buzzer的結(jié)構(gòu)原理： 1．壓電式蜂鳴器(piezoelectric buzzer) 壓電式蜂鳴器主要由（多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等）組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。 多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.5~15V直流工作電

52、壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 2．電磁式蜂鳴器(magnetic transducer) 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的

53、相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。</p><p>　　蜂鳴器buzzer發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動</p><p><b>　　振動膜發(fā)聲的。</b></p><p><b>　　搶答器的總電路</b></p><p>　　圖13 搶答器的總電路 </p>

54、<p><b>　　設(shè)計心得</b></p><p>　　這是我第一次接觸multisim軟件，在整個電路的設(shè)計過程中，花費時間最多的是各個單元電路的連接及電路的細(xì)節(jié)設(shè)計上，在多種方案的選擇中，我們仔細(xì)比較分析其原理以及可行的原因，最后還是在通多次對電路的改進(jìn)，上機(jī)仿真以及接線調(diào)試，終于使整個電路可穩(wěn)定工作。設(shè)計過程中，我深刻的體會到在設(shè)計過程中，需要反復(fù)實踐，其過程很可能相當(dāng)煩瑣

55、，有時花很長時間設(shè)計出來的電路還是需要重做，那時心中未免有點灰心，有時還特別想放棄，此時更加需要靜下心，查找原因。設(shè)計思路是最重要的，只要你的設(shè)計思路是成功的，那你的設(shè)計已經(jīng)成功了一半。因此我們應(yīng)該在設(shè)計前做好充分的準(zhǔn)備，像查找詳細(xì)的資料，為我們設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p>　　設(shè)計單元電路階段，這個階段可以說是考察數(shù)電書本知識的階段。所有的設(shè)計方法還有步驟在數(shù)電書上都有，而且還有例題。這個階段遇到

56、的主要問題就是以前的知識忘記不少，所以做設(shè)計的時候要常隨手翻閱課本，等于是做了幾道數(shù)電作業(yè)題。這個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題。</p><p>　　實驗階段可以說是這次設(shè)計中最重要的部分，因為以前的只是理論而不是真正的實體。所以說它是最重要的。實驗階段我們遇到的問題有：對軟件不熟悉；對實驗過程中信號的測量知識學(xué)習(xí)很少；因為各個模塊是分開做而后又組裝到一起的，所以兼容性不是很好（也就是

57、不能融合為一個整體，部分工作能行但是接到一起就會出現(xiàn)問題）;針對以上幾個問題我們作出了以下的“對策”:軟件不熟悉，就借來參考書，一步一步的對著學(xué)，而且老師給的資料上也有軟件的使用說明，所以隨著接觸的增加軟件也就越來越熟悉，這方面的問題不是太難因為一邊理論一邊學(xué)習(xí)正好是學(xué)習(xí)的好方法，而且也學(xué)的特別快。</p><p>　　制作過程是一個考驗人耐心的過程，不能有絲毫的急躁，電路的焊接要一步一步來，焊點多，走線復(fù)雜。這

58、又要我們要靈活處理，一邊操作一邊構(gòu)思，在不影響試驗的前提下加快進(jìn)度。</p><p>　　另外就是要熟練地掌握課本上的知識，這樣才能對試驗中出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析解決。這是應(yīng)用課本知識的大好時機(jī)。</p><p>　　總之，通過這次練習(xí)我有了很多收獲。在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中，特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增強了動手能力。在改進(jìn)電路的過程中，同學(xué)們共同探討，最后的電路已經(jīng)比

59、初期設(shè)計有了很大提高。在讓我體會到了設(shè)計電路的艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附錄1 元件明細(xì)表</p><p>　　附錄2 元件價格報表</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&

60、gt;　　《電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計》 畢滿青 機(jī)械工業(yè)出版社 2005</p><p>　　《Multisim 10 虛擬仿真和業(yè)余制版實用技術(shù)》 黃培根 電子工業(yè)出版社 2008</p><p>　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 范文兵 清華大學(xué)出版社 2007</p><p>　　《數(shù)字電路邏輯設(shè)計（第三版）》 王毓銀 高等教育出版社 2005</p>

61、<p>　　《數(shù)字電路實驗基礎(chǔ)》 崔葛瑾 同濟(jì)大學(xué)出版社 2005</p><p>　　《數(shù)字電路實驗與課程設(shè)計》 呂思忠、施齊云 哈爾濱工程大學(xué)出版社 2001</p><p>　　《電子線路 設(shè)計 實驗 測試（第三版）》 謝自美 華中科技大學(xué)出版社 2006</p><p>　　《Multsim9在電工電子技術(shù)中的應(yīng)用》 董玉冰 清華大學(xué)出版社 200