數(shù)電課程設(shè)計(jì)報(bào)告---四人智力競(jìng)賽搶答器

1、<p><b>　　四人智力競(jìng)賽搶答器</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1.掌握四人智力競(jìng)賽搶答器電路的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。</p><p>　　2.熟悉數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)和使用方法。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)與要求<

2、/b></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，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><

3、;/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

4、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)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

5、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><p><b>　　課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)方案</b>&

6、lt;/p><p>　　一、四人智力競(jìng)賽搶答器電路原理及設(shè)計(jì)</p><p>　　電路主要由脈沖產(chǎn)生電路、鎖存電路、編碼及譯碼顯示電路、倒計(jì)時(shí)電路和音響產(chǎn)生電路組成。當(dāng)有選手搶答時(shí)，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經(jīng)4線7段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時(shí)產(chǎn)生音響。主持人宣布開始搶答時(shí)，倒計(jì)時(shí)電路啟動(dòng)由9計(jì)到0，如有選手搶答，倒計(jì)時(shí)停止，同時(shí)產(chǎn)生音響。</p><p&

7、gt;　　圖13四人智能搶答器原理圖</p><p>　　以鎖存器為中心的編碼顯示電路</p><p>　　搶答信號(hào)的判斷和鎖存采用觸發(fā)器。以四D觸發(fā)器74LS175為中心構(gòu)成編碼鎖存系統(tǒng)，編碼的作用是把鎖存器的輸出轉(zhuǎn)化成8421BCD碼，進(jìn)而送給7段顯示譯碼器。編碼后的邏輯函數(shù)真值表和表達(dá)式，分別如下：</p><p><b>　　真值表</b&g

8、t;</p><p>　　表達(dá)式：A=Q1+Q3; B=Q2+Q3; C=Q4; D=0:</p><p>　　2、 1HZ信號(hào)的產(chǎn)生</p><p>　　由于設(shè)計(jì)中用到秒脈沖，所以我選擇用555定時(shí)器來產(chǎn)生秒脈沖，為了減小誤差，得到精確的秒脈沖，也為了用脈沖驅(qū)動(dòng)74LS175來鎖存選手搶答的信息，必須用較高頻率的脈沖。先用555定時(shí)器產(chǎn)生100HZ信號(hào)，

9、用來驅(qū)動(dòng)74LS175。再經(jīng)過兩個(gè)74LS160分頻之后就得到1HZ信號(hào)。設(shè)計(jì)電路如下；</p><p><b>　　3、倒計(jì)時(shí)顯示電路</b></p><p>　　電路采用十進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器74LS190，再接74LS48驅(qū)動(dòng)七段譯碼館，74LS48與七段譯碼之間接200歐姆的電阻，起到限流作用。主持人宣布開始時(shí)，按下按鈕，同時(shí)使計(jì)數(shù)器置數(shù)為“9”，并在脈沖作用下

10、開始倒計(jì)時(shí)并在顯示器上顯示，到零時(shí)停止。</p><p><b>　　4、音響電路：</b></p><p>　　利用74LS121產(chǎn)生搶答脈沖輸入由555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，再接入蜂鳴器，根據(jù)脈沖寬度可計(jì)算得蜂鳴器鳴叫時(shí)間。再由主持人、選手、倒計(jì)時(shí)共同控制它的輸入，使其在主持人開始、選手搶答、倒計(jì)時(shí)到零時(shí)都能鳴叫。 由于MNLTISIM軟件中沒有74LS121這個(gè)元

11、件，我自己改編了一個(gè)，但仿真不了，這也成了我這次課程設(shè)計(jì)中唯一的瑕疵。</p><p><b>　　二、元件清單和工具</b></p><p>　　使用工具：電烙鐵。萬用表、焊錫、電源等</p><p><b>　　三、問題及解決方法</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)電路仿真時(shí)，秒脈沖按照理論值應(yīng)

12、該是正確的，但仿真出來的結(jié)果確有很大的偏差。這使我很郁悶，難道設(shè)計(jì)出錯(cuò)？我再三檢查，確認(rèn)無錯(cuò)后，我照著設(shè)計(jì)圖做出實(shí)物。檢測(cè)秒脈沖和理論值一致。所以我得出結(jié)論是仿真軟件有時(shí)也會(huì)出錯(cuò)。</p><p>　　還有在仿真中，顯示數(shù)碼管的數(shù)值未能按預(yù)置數(shù)值顯示，經(jīng)和同學(xué)的共同分析，得出的結(jié)論是由于門電路使用過多導(dǎo)致信號(hào)傳輸產(chǎn)生時(shí)間延遲，從而令對(duì)應(yīng)的預(yù)置數(shù)出現(xiàn)誤差。對(duì)于該問題的解決應(yīng)減少門電路的使用，同時(shí)盡量保持門電路的對(duì)稱

13、。</p><p>　　在焊接好實(shí)物之后，其他功能一切正常，唯獨(dú)選手按鍵信息有時(shí)候鎖存不了。經(jīng)檢查，是焊接時(shí)不注意導(dǎo)線的安排。致使導(dǎo)線頭有時(shí)候會(huì)接觸，所以會(huì)重新置數(shù)，鎖存不了信息。</p><p><b>　　四、總結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　“書上得來終覺潛，覺知此事要躬行?！边@是我這次課程設(shè)計(jì)的最大的收獲。</p>

14、<p>　　這次電路圖設(shè)計(jì)花了很少時(shí)間，而實(shí)物的排版、焊接卻花了幾乎所有時(shí)間。書上獲得的理論知識(shí)覺得很簡(jiǎn)單，電路圖一下就弄出來了，但實(shí)物操作，制作出一個(gè)實(shí)物確沒那么簡(jiǎn)單。通過這次的課程設(shè)計(jì)，不僅加強(qiáng)了我們對(duì)理論知識(shí)的鞏固，更重要的是鍛煉加強(qiáng)了我們實(shí)踐操作能力，這也是課程設(shè)計(jì)的主要目的。如：如何快速查找資料、對(duì)電子設(shè)計(jì)軟件MNLTISIM的熟練操作、對(duì)元件的最優(yōu)排版以減少導(dǎo)線的連接、對(duì)元器件焊接能力的提高等。</p>

15、<p>　　在設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，我學(xué)會(huì)了分析各種時(shí)序邏輯電路的功能及設(shè)計(jì)中所用到的器件的使用的方法，這也就讓我們把課堂上所學(xué)的知識(shí)，充分地運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中，進(jìn)而使我們對(duì)課本上所學(xué)的知識(shí)有了更深入的理解和認(rèn)識(shí)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中，我們的電路設(shè)計(jì)在邏輯上完全符合要求，但通過仿真證時(shí)卻出現(xiàn)了偏差，這說明理論與實(shí)際存在著一定的差別。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，

16、讓我們認(rèn)識(shí)到自己所學(xué)知識(shí)的局限性和基礎(chǔ)性，這就激發(fā)我努力拓展自己的知識(shí)面。</p><p>　　看到自己設(shè)計(jì)的電路能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的功能，心中充滿成功感，同時(shí)也增加了自己對(duì)電子設(shè)計(jì)的興趣和增強(qiáng)電子設(shè)計(jì)的信心。特別是實(shí)物做出來檢測(cè)成功的那一刻，喜悅之情無以言表。</p><p>　　五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)</p><p>　　[1]現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)踐課程指導(dǎo)，謝云