課程設(shè)計報告---8位數(shù)字搶答器設(shè)計

1、<p>　　課程名稱 電子技術(shù)課程設(shè)計 </p><p>　　設(shè)計題目 8位數(shù)字搶答器設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 電氣自動化 </p><p>　　班 級 </p><p>　　姓 名 </p><p

2、>　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　日期：2011年1月</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一、摘要</b></p><p><b>

3、　　二、前言</b></p><p><b>　　三、設(shè)計目的與要求</b></p><p><b>　　1 .設(shè)計目的</b></p><p><b>　　2. 設(shè)計要求</b></p><p>　　四、電路原理、設(shè)計思路、設(shè)計方案</p><

4、p>　　（一） 工作原理及設(shè)計方案</p><p><b>　　1、 原理框圖</b></p><p><b>　　2、 設(shè)計思路</b></p><p><b>　　3. 設(shè)計流程圖</b></p><p>　?。ǘ┓帜K電路設(shè)計</p><p

5、><b>　　1．搶答器電路設(shè)計</b></p><p>　　2、定時電路設(shè)計 </p><p><b>　　3．報警電路設(shè)計</b></p>

6、<p><b>　　4、控制電路設(shè)計</b></p><p><b>　?。ㄈ?實驗結(jié)果</b></p><p><b>　　五、整體組合框圖</b></p><p><b>　　六、總體電路的仿真</b></p><p><b>

7、;　　七、元件清單</b></p><p><b>　　八、總結(jié)</b></p><p><b>　　九、參考文獻</b></p><p><b>　　十、致謝</b></p><p><b>　　一、摘 要</b></p>&

8、lt;p>　　為了適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要，更好的培養(yǎng)出21世紀(jì)的應(yīng)用型人才，每個高校都開設(shè)的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門課程。判斷一名21世紀(jì)的大學(xué)生是否符合應(yīng)用型人才的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字電子技術(shù)的實際應(yīng)用能力也在其中起到了舉足輕重的地位！隨著社會不斷的發(fā)展，電子技術(shù)也的到了飛速的發(fā)展，各中電子產(chǎn)品的質(zhì)量也的到了質(zhì)的突飛猛進。其中的搶答器也由以前的簡單、功能單一的電路，變?yōu)楝F(xiàn)在復(fù)雜、實現(xiàn)功能多的電子產(chǎn)品。 </p>&l

9、t;p><b>　　二、前言</b></p><p>　　課程設(shè)計是針對某一理論課程的要求，對我們進行綜合性實踐訓(xùn)練的實踐學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)我們運用課程中所學(xué)的理論知識與時間緊密結(jié)合，獨立地解決實際問題的能力。</p><p>　　本課程設(shè)計介紹的是數(shù)字邏輯電路中智力搶答器的設(shè)計方法與測試技術(shù)，以電路的基本理論為基礎(chǔ)，著重介紹電路的設(shè)計，裝調(diào)及性能參數(shù)的調(diào)試方法

10、.</p><p>　　課程設(shè)計應(yīng)達(dá)到如下基本要求：</p><p>　?。?） 綜合運用電子技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識獨立完成一個搶答器課題的設(shè)計。</p><p>　?。?） 通過查閱手冊和參考文獻資料，培養(yǎng)我們獨立分析和解決實際問題的能力。</p><p>　?。?） 熟悉常用電子元器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則。&

11、lt;/p><p>　　（4） 掌握電子電路的安裝和調(diào)試技能。</p><p>　?。?） 熟悉的使用各類數(shù)字電子儀器。</p><p>　?。?） 學(xué)會撰寫課程設(shè)計論文。</p><p>　?。?） 培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。</p><p>　　在搶答器的課程設(shè)計中，得到指導(dǎo)老師的

12、關(guān)心與鼓勵，在這里表示感謝。同時，因時間倉促及設(shè)計者水平有限，設(shè)計論文中錯誤在所難免，懇請各位不吝指正。</p><p><b>　　三、設(shè)計目的與要求</b></p><p><b>　　(一).設(shè)計目的 </b></p><p>　　1、通過八路搶答器的設(shè)計，掌握軟硬件的結(jié)合應(yīng)用。</p><p&g

13、t;　　2、深入了解匯編語言和指令系統(tǒng)。</p><p>　　3、學(xué)會使用數(shù)碼管的顯示和編程。</p><p>　　4、初步掌握應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計。</p><p>　?。ǘ?、設(shè)計要求 1、容許8組進行搶答。 2、搶答按鈕按下后，顯示最先按下的搶答組號

14、。 3、搶答后開始倒計時30秒，時間到發(fā)報警提示。 4、比賽結(jié)束時，能發(fā)出報警聲。</p><p>　　四、電路原理、設(shè)計思路、設(shè)計方案</p><p>　?。ㄒ唬┕ぷ髟砑霸O(shè)計方案 1. 原理框圖</p><p><b>　　2. 設(shè)計思路</b></

15、p><p>　　2.1. 搶答器供8名選手比賽，分別用8個按鈕S0 ~ S7表示。這個功能只需要通過管腳分配把按鈕分配到實驗版上的撥動開SW0到SW7關(guān)，讓每個選手撥動開關(guān)后產(chǎn)生相應(yīng)的信號就可以了。不同的選手撥動按鈕發(fā)出信號通過74LS148編碼器進行編碼，編碼后輸出信號進行下一步的譯碼和鎖存。</p><p>　　2.2. 設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。在這里首先通過

16、管腳分配把開關(guān)S分配到相應(yīng)一個撥動開關(guān)，這個就是開關(guān)SW16。該開關(guān)聯(lián)系到一個相應(yīng)的線路，這個線路通過與非門連接其他信號，從而達(dá)到清零的功能。 2.3. 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。74LS373具有鎖存功能，可以在一個選手按下按鈕后進行鎖存，其他的選手不能在搶答。鎖存相應(yīng)的編號時，由于編碼器編的是從0到7，如果0號選手搶答，與清零的時

17、候可能造成混淆，所以要加上加法器，對編碼器的0到7都加上1。加法器是用74LS83這樣在后面的74LS47譯碼器上就可以顯示1到8的號碼。 2.4、搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如,30秒）。當(dāng)主持人啟動"開始"鍵后，定時器進行減計時。74LS

18、192具有減法功能，通過使用74LS192可以對設(shè)定的時間進行</p><p><b>　　4. 設(shè)計流程圖</b></p><p>　　搶答器是為競賽參賽者答題時進行搶答而設(shè)計的一種優(yōu)先判決器電路，競賽者可以分為若干組，搶答時各組對主持人提出的問題要在最短的時間內(nèi)做出判斷，并按下?lián)尨鸢存I回答問題。當(dāng)?shù)谝粋€人按下按鍵后，則在顯示器上顯示該組的號碼，同時電路將其他各組

19、按鍵封鎖，使其不起作用?；卮鹜陠栴}后，由主持人將所有按鍵恢復(fù)，重新開始下一輪搶答。搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間可以由主持人設(shè)定（如,30秒）。當(dāng)主持人啟動"開始"鍵后，定時器進行減計時。 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)通過一個指示燈報警并禁止搶答，定時顯示器上顯示00

20、。 因此要完成搶答器的邏輯功能，該電路至少應(yīng)包括輸入開關(guān)、數(shù)字顯示、判別組控制以及組號鎖存等部分。</p><p>　　如圖所示為總體方框圖。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)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器滅燈，主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布“開始”搶答器工作。如果再次搶答必須由主持人再次操作“

21、清除”和“開始”狀態(tài)開關(guān)。</p><p><b>　　圖2 總體方框圖</b></p><p><b>　　、分模塊電路設(shè)計</b></p><p><b>　　⒈搶答器電路設(shè)計</b></p><p><b>　　其原理說明：</b></p&g

22、t;<p>　　1.1搶答電路的功能有兩個：一是能分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，供譯碼顯示譯碼電路用；二是要使其它選手按鍵操作無效。</p><p>　　1.2選用優(yōu)先編碼器74LS148、RS鎖存器、譯碼器7448組成搶答電路</p><p>　　1.3搶答電路工作原理：當(dāng)控制開關(guān)置于“清除”位置時，RS觸發(fā)器的R端為低電平，輸出Q4—Q1全為低電平。此時7

23、448的BI=0， 顯示器滅燈；74LS148選通輸入ST=0,74LS148處于工作狀態(tài)，而鎖存電路不工作。當(dāng)控制開關(guān)置于“開始”位置時，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時處于工作狀態(tài)，當(dāng)有選手按鍵搶答時，如5號選手優(yōu)先按5號鍵，則74LS148輸出Y2Y1Y0=010，YEX=0，經(jīng)RS鎖存后，Q1=1，BI=1，7448工作，Q4Q3Q2=101，經(jīng)7448驅(qū)動譯碼后，顯示器顯示數(shù)字5。Q1=1使74LS148為高電平。即74LS148禁

24、止工作，封鎖其它按鍵輸入，當(dāng)按下的按鍵松開后，74LS148的YEX為高電平，但由于Q1輸出仍為高電平不變，所以74LS148仍處于不工作狀態(tài)，其它按鍵的輸入信號不被接受，這就保證搶答者的優(yōu)先性及搶答電路的準(zhǔn)確性。</p><p>　　如圖（二）所示為八路智力競賽搶答器的搶答電路單元圖，</p><p><b>　?、捕〞r電路設(shè)計</b></p><

25、;p>　　主持人設(shè)定搶答器時間，通過預(yù)置時間電路對計數(shù)器進行預(yù)置，計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供，可預(yù)置時間進行倒計時電路選十進制同步可逆，計數(shù)器74LS192進行設(shè)計，倒計時到零時，定時電路輸出低電平有效的“定時到信號 ”。</p><p>　　如圖（三）所示為八路智力競賽搶答器的定時電路單元圖。 </p><p>　　同步加減計數(shù)器74LS192進行設(shè)計，具體電路如圖3所示。&

26、lt;/p><p><b>　?、硤缶娐吩O(shè)計</b></p><p>　　由555定時器和三極管構(gòu)成報警電路如下圖所示，其中 555 成多諧振蕩器，振蕩頻率， 其輸出經(jīng)三極管推動揚聲器， PR為控制信號，當(dāng)PR為高電平時，多諧振蕩器工作，反之電路停振。</p><p><b>　　4.控制電路設(shè)計

27、</b></p><p>　　搶答器控制電路是搶答器設(shè)計的關(guān)鍵，它要完成以下三項功能：</p><p>　?、僦鞒秩藢⒖刂崎_關(guān)撥到“開始”位置時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進入正常搶答工作狀態(tài)。</p><p>　　②當(dāng)參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路停止工作。</p><p>　　③當(dāng)設(shè)定的搶答時間到，無

28、人搶答時，揚聲器發(fā)聲，同時搶答電路和定時電路停止工作。</p><p>　　根據(jù)上述功能要求，由此設(shè)計如圖五所示的控制電路。</p><p><b>　?。ㄈ?實驗結(jié)果</b></p><p>　　按照設(shè)計時的思路，把電路圖連接好。經(jīng)過改錯，編譯，分配管腳，然后就可以看到實驗結(jié)果。我的管腳分配為：SW0到SW7為選手的編號，分別為1到8。SW

29、8到SW11為設(shè)定搶答時間的個位，SW12到SW15是設(shè)定搶答時間的十位。SW16為設(shè)定搶答時間的置位端。SW17為開始鍵。實驗結(jié)果為：</p><p>　　主持人先按下置位端，就可以設(shè)定搶答時間，按照個位和十位的撥動開關(guān)設(shè)定，在對應(yīng)的數(shù)碼管上可以看到相應(yīng)的搶答時間。然后主持人就可以按下開關(guān)讓選手搶答，這時候搶答時間開始自減，在這個時間內(nèi)，如果有選手搶答，數(shù)碼管上會顯示相應(yīng)的選手號，在這個時候，如果有其他的選手也

30、按下了搶答按鈕，顯示器不會顯示。如果在搶答時間內(nèi)沒有人搶答，顯示搶答時間的數(shù)碼管就會顯示00，而且有報警燈閃。當(dāng)主持人要進行下一輪的搶答，可以撥動開關(guān)SW16作為清零，重新開始搶答。</p><p>　　綜上所述，實驗結(jié)果符合實驗任務(wù)的要求。</p><p><b>　　五、整體組合框圖</b></p><p><b>　　圖4整體方

31、框圖</b></p><p><b>　　六、總體電路的仿真</b></p><p><b>　　七、元件清單</b></p><p><b>　　八、總結(jié)</b></p><p>　　一周時間的課程設(shè)計終于結(jié)束了，通過一周以來同學(xué)的努力，在老師之前的指導(dǎo)下，我們完

32、成了這次的課程設(shè)計。面對從未接觸過的事情，不知道從何開始下手，在一步步的實踐中，我們學(xué)習(xí)到了一些除技能以為的其它東西，深切體會到人與人之間的那種相互協(xié)調(diào)合作的機制，更領(lǐng)略到了專業(yè)技能的重要性，最重要的是我們對一些問題的看法更加客觀了。</p><p>　　我們即將踏入社會，在進入之前我們需要學(xué)習(xí)的東西還很多，為人處世的各個技能，如何協(xié)調(diào)彼此的關(guān)系值得我們?nèi)ゼ?xì)細(xì)品味。在課程設(shè)計當(dāng)中合作交流是必不可少的，每個人都把這

33、樣一種事情當(dāng)成是自己的重要任務(wù)，并為之付出很大的努力，不斷的去思考自己所遇到的問題，不斷的去改善自己。在生活當(dāng)中，我們面對很多問題的時候所采取的具體行動也是不同的，但是我們面對問題時候的態(tài)度是非常重要的，而不是一個人的能力到底有多強，態(tài)度決定一切，端正的態(tài)度和明確的目標(biāo)是我們解決問題的關(guān)鍵。我們在學(xué)習(xí)知識的同時也要學(xué)習(xí)做人，很多時候一個人的品質(zhì)決定事情的成敗。我們的文化傳承著很多學(xué)習(xí)做人的方法，老師向我們介紹的《弟子規(guī)》中有著古人總結(jié)的

34、精華，其中的優(yōu)良品質(zhì)值得我們?nèi)W(xué)習(xí)傳承，能夠幫助我們走好自己的每一步。</p><p>　　在這次課程設(shè)計過程中，我們也遇到了很多問題。比如用軟件制造電路圖，我們很多人對軟件里的各種器件的存放位置不熟悉，找所需的各種器件都要找很長時間，這直接導(dǎo)致了我們無法很快地做出答案，完成這個課程設(shè)計。</p><p>　　經(jīng)過了這次課程設(shè)計，我收獲良多。在一開始的時候，很擔(dān)心自己不能完成實驗，因為以前

35、的數(shù)字邏輯不是學(xué)得很好，造成信心不是很足。后來也證明了我是可以獨立完成的。在設(shè)計電路的時候，考慮的不是很全面，以及畫電路圖的時候沒有很細(xì)心謹(jǐn)慎地工作，造成了一些低級錯誤。所以經(jīng)過課程設(shè)計，我提高了自己的動手能力，也增強了自己的信心。同時讓我知道在工作的時候要保持細(xì)致嚴(yán)密的工作態(tài)度，這樣會事半功倍。</p><p><b>　　九、參考文獻</b></p><p>　　

36、[1]清華大學(xué)電子學(xué)教研組編，童詩白主編：《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第二版）【M】，北京，高等教育出版社，1988年。[2]．華中工學(xué)院電子學(xué)教研室編，康華光主編：《電子 基礎(chǔ)》數(shù)字部分（第四版）【M】，北京，高等教育出版社，1988年。[3]．閻石主編：《數(shù)字電子電路》【M】，北京，高等教育出版社， 1997年。[4]．謝自美主編：《電子線路設(shè)計.實驗.測試》（第三版）【M】，武昌，華中科技大學(xué)出版社，2005年。[5]陳永浦.數(shù)字 電路

37、基礎(chǔ)及快速識圖[M].人民郵電出版社,2006: 275-277.[6]侯建軍.數(shù)字電路實驗一體化教程[M].北京 清華 大學(xué)出版 社,2005: 77</p><p>　　[7]范文兵.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京 清華大學(xué)出版社,2008:</p><p><b>　　十、致謝</b></p><p>　　本專業(yè)課程設(shè)計是在老師的親切關(guān)懷