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1、湖北经济学院数字电子技术课程设计报告 课题名称： 数字电子技术课程设计 指导教师： 学生班级： 学生姓名： 学号： 学生院系： 2012年4月设计任务一、 基本功能 1、设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，分别用八个抢答按钮So、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7表示。 2、设置一个由主持人控制的控制开关，用来控制系统清零和抢答。 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
2、二、扩展功能 1、抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间为30秒。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出声响，声响持续时间为0.5秒左右。 2、参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 3、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。设计报告一、 设计目的1、 学习数字电路中的优先编码器，锁存器，计数器，时序控制电路，多谐振荡器等单元电路的综合运用。 2、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。
3、3、了解面包板结构及其接线方法。 4、了解数字抢答器的组成及工作原理。 5、熟悉数字抢答器的设计与制作。二、 设计步骤 1、画出原理框； 2、根据原理框图，把框图中每个部分电路设计出来，画出电路图； 3、仿真调试； 4、搜集元器件； 5、搭建电路，实现功能。三、 具体设计过程 1、画出原理框图 如图它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能和时间结束时的报警功能。2、 根据原理框图，把框图中每个部分电路设计出来，画出电路图 （1）抢答电路原理： 该电路完成两个
4、功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程：开关S置于清除端时，RS触发器的R非端均为，个触发器输出置，使74LS148的ST非 ，使之处于工作状态。当开关S置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出Y2非Y1非Y0非=010，YEX非=0，经RS锁存后，CTR=1,BI非=1， 74LS279处于工作状态，QQQ=101,经译码显示为。此外，CTR，使74LS148 的ST非，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为YEX非
5、，使 CTR，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将开关重新拨到“清除然后再进行下一轮抢答。74LS148为线线优先编码器。仿真电路图为：（2） 定时电路原理：将74LS192的CO端弃之不用，使用BO端，在接受一个信号时，在cp脉冲的上升沿预置数就开始自减，当各位减少到0时，BO就会输出一个负脉冲，cp2就会开始减少1，然后74LS192二开始再自减1，直到预置数最后变成00，最后在BO2输出一个周期的负脉冲。在时间未到时，BO2一直到是输出正脉冲，除非最后变成00时，才会输出负脉冲，这就可以作为定时已到的信号，如果是时
6、间到了，输出是零，时间不到，输出是1。另外，假如有选手按键的话，则最后不会计数器不会因为自减为00而最后输出负脉冲，而是应为秒脉冲输出与CTR非相与后当作脉冲输入74LS192的。当没有选手按键时，CTR非为0，所以cp脉冲就会停止输入，时间就会停止，所显示的时间就是该选手抢答的时间，但此时的定时到信号还是1。最后通过设置74LS192的置数端的值，即第一个192的ABCD=0000，第二个192的ABCB=1100，可定时30秒。仿真电路图： （3） 秒脉冲发生电路 原理： 由555定时器构成的多谐振荡电路，根据公式振荡周期为T=0.7（R1+2R2）C，可计算出该振荡器的振荡周期为1秒，由
7、于是矩形脉冲，所以一个周期内发光二极管会发一次光。 仿真电路图： （4） 报警电路 原理： 考虑到器材局限和电路简单，当定时结束时，我们用一个发光二级管的亮灯来显示报警。由于在定时电路中提到，在时间未到时，BO2一直到是输出正脉冲，除非最后变成00时，才会输出负脉冲，这就可以作为定时已到的信号，如果是时间到了，输出是零，时间不到，输出是1。所以根据这个特点，将BO2端接个非门，接上发光二级管，当定时结束时，二极管就会发光，从而报警。 仿真电路：四、 整体电路仿真 五、 搭建实际电路 1、选用元件 74LS148 1片 74LS279 1片 74LS48 3片 74LS192 2片 NE555
8、1片 74LS00 1片 74LS04 1片 74LS08 1片 1 千欧 2个 10千欧 8个 15千欧 1个 68千欧 1个 0.1微法 1个 10 微法 1个 发光二级管 2个 开关 9个 面包板 1块2、实际电路图及演示 六、 课程设计体会第一次做课程设计，开始很迷茫，不知道从哪里开始，对于自己的学的模电和数点都是一些最基础的知识，无从下手，不知所措，刚开始对于多路智能抢答器只是稍微了解，查了一下有关抢答器的相关知识，自己对于这个抢答器做了简单的分析，做了一个大致的框图，再把每一个框图的功能分析清楚，然后再逐个的进行单元分析，分析各个单元要用什么器件，选好了各个单元的器件后，开始自己的
9、设计组装仿真工作，一个连线错误导致全部出错，在自己组装连线的时候尝试的很多很多次，最后才连接成功，连接成功后在尝试自己的仿真工作，在仿真的过程中，发现很多问题，需要个个的调试，逐个的排除，最后仿真成功，测试成功的瞬间终于体会到了什么叫成就感，让自己有了信息，让自己对于设计充满了兴趣，只要自己肯做，总之，这次课程设计让我知道了，努力就有希望，一切皆有可能。但是，不能高兴的太早，搭实际电路时更是一种对耐心和细心的考验。首先是安排芯片布局，使线路看起来简单不缠绕（虽然最后看起来还是有些乱，还需要改进的）；然后就是要根据仿真一根一根线的连起来，连线的时候我已经很认真很仔细的做了，但是当调试的时候却状况百出，一开始是抢答电路无显示，计时电路不及时，但是秒发生电路还是正确的，于是再一边看仿真一边检查电路，终于发现线还是搭错了，改了很久终于改过来了，调试也对了，但是新的问题又出来了。我发现我报警电路还没搭，于是再去接报警电路，幸好报警电路比较容易搭，要不就又要重新设计仿真，把报警电路设计进去了。终于，还是把电路整体电路搭完了，总结一句话，真要自己设计制作一个电路，不简单，但是只要花时间花精力去做，也不难，“有志者，事竞成”。