电气电子毕业设计32智力竞赛抢答电路设计.docx
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电气电子毕业设计32智力竞赛抢答电路设计
目录
一:
设计题目----------------------------------------
二:
选择方案----------------------------------------
三:
元器件参数列表-------------------------------
四:
设计原理图-------------------------------------(另外)
五:
试验中遇到的问题---------------------------
六:
实验体会与总结------------------------------
.设计题目
题目:
智力竞赛抢答电路
2.教学目的:
电子技术课程设计是学生通过理论设计,查阅资料,选择元器件,计算机辅助设计与分析,实际动手安装,调试等电子电路设计的全过程,了解和掌握电子线路设计的一般方法,巩固和运用在电路与电子技术等课程中所学理论知识和技能,提高设计能力和动手能力,为以后从事电子线路设计和电子产品研究打下基础。
3要求:
其功能为:
开始抢答,定时器开始工作,数码管显示时间,从0开始计数,并有小灯亮起(说明可以答题,抢答无效)30S内无人抢答则计数停,无人答显示“0”。
如30S内有人抢答,先抢答者的号码锁存在数码管上,同时封锁其他人。
计数器停止。
说明:
可采用8线-3线优先编码器(74LS148),利用其编码功能及其他有关功能端,对抢答型号编码,通过RS锁存并将号码显示,同时通过门电路控制使148禁止继续工作。
如30S无人抢答也通过门电路控制电路使148禁止工作。
.选择方案
方案比较
3线8线优先编码器(74148):
E1
0
1
2
3
4
5
6
7
A2
A1
A0
GS
EO
1
X
X
X
X
X
X
X
X
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
X
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
0
1
0
X
X
X
X
X
X
0
1
0
0
1
0
1
0
X
X
X
X
X
0
1
1
0
1
0
0
1
0
X
X
X
X
0
1
1
1
0
1
1
0
1
0
X
X
X
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
X
X
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
X
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
允许同时输入两个以上编码信号。
其中有选通输入端(E1),只有其在低电平条件下编码器才正常工作;选通输入端(E0),低电平时表示“电路工作,但无编码输入”;扩展端(GS),低电平时表示“电路工作,而且有编码输入”。
十进制同步计数器(74160):
具有十进制加法计数功能。
另具有置零、保持和预置数等功能。
其中RCO为进位端;CLR’为异步置零端;
LOAD’位预置数控制端;ENT&ENP为状态控制端。
功能表见下:
CP
CLR’
LOAD’
ENT
ENP
工作状态
*
0
*
*
*
置零
上升沿
1
0
*
*
预置数
*
1
1
0
1
保持
*
1
1
*
0
保持(C=0)
上升沿
1
1
1
1
计数
锁存器(7475):
适用于单端输入信号的场合。
为4位D锁存器。
当1C、2C、3C、4C端口输入为低电平信号的时已输入的信号是被锁存住的。
方案选择
30秒定时器:
可由两片74160实现。
见下图:
两片74160组成了100进制计数器。
通过两与非门实现了计数器30秒计时:
当作为十位的74160输出为0011时通过与非门将脉冲信号截止,显示器停留在30上,小灯熄灭。
抢答器部分:
由8位选手的开关及74148实现。
见下图:
通过优先编码器实现了选手的抢答。
1~7号直接实现,8号输出0,以后做约束输出8
抢答选手号码显示及锁存:
由7475实现。
利用一系列门电路将1C、2C、3C、4C端口输入高低电平。
当1C、2C、3C、4C端口输入为低电平信号的时已输入的信号是被锁存住的。
从而显示选手号码。
注:
选手号码是从1-8号,当无人抢答或超时时现实的是0的显示。
(通过74148的GS端再无输入时为1,于7475的D4输入端连接实现的)
555定时器的应用:
用555定时器实现周期为1秒的脉冲输出。
连接如左图:
⑸7421,4输入与门,当A2、A1、A0、GS同时为1时输出1到7475的4D,显示管最高位从4Q得到信号置8。
将以上述5个部分加以连接就可实现题目要求。
具体见下电路图(第8页)。
原理框图
选手开关优先编码器锁存器选手显示器
主持人开计时器计时显示器
555定时器
.元器件参数列表
编号
名称
型号
数量
A1
8线-3线优先编码器
74148
1
B1,B2
十进制同步计数器
74160
2
C1
锁存器
7475
1
D(1,2)
四2输入与门
7408
2
E(1,2)
四2输入或门
7432
2
F(1,2)
四2输入非门
7404
2
G(1,2)
四2输入与非门
7400
2
H1
555计时器
1
R(1,2,3)
电阻(100K*2,2K50%)
3
K(1,2)
电容(10uF,0.01uF)
2
说明:
当主持人按下开关,由于555组成的以秒为单位的脉冲开始工作,抢答开始,计时器计时。
在30秒内有人抢答,信号通过74148优先编码器的输出传给锁存其输入端D1至D3,同时GS由于有信号输入为低电平,从而使D4位0。
使显示器显示选手号码,并通过门电路将1C、2C、3C、4C端口输入为低电平信号,将信号是锁存住。
此时计数器显示是为零的。
在30秒内无人抢答,那么,计时器停止在30秒上。
通过门电路将8锁存在选手显示器上,使之后的抢答无效。
四:
设计原理图
五实验中遇到的问题
设计中遇到的问题
选手显示器:
最初就考虑了选手号码的问题。
在显示选手号码的计数器上只有0至7的号码。
要显示1-8就需要对8进行而外考虑,这样在无人选择时显示的是0。
解决方法:
通过7475上的D4输入端和74148的GS端的连接实现。
选手号码是从1-8号,当无人抢答或超时时现实的是0的显示。
锁存器的选择与实现:
开始时对锁存器锁存不能很好的理解,对于锁存器于优先编码器之间的连接不太清楚。
解决方法:
通过看书和跟同学讨论直接选择使用7475,来完成这个工作。
参考实习教材上的相关题目和148的功能表,利用148中的E0输出端,作为控制锁存的一个输入信号,并且根据参考例题上的图示,使用了7475的非信号输出端口,并添加相应的门电路和主持人控制信号,最终达到锁存目的。
EWB上调试时遇到的问题
接线过程:
由于设计图中有大量的导线连接,所以在接线过程中由于马虎把显示器的高低为接反,使开始显示时出现了“乱码”在检查后恢复正常。
而且地线,电源线接非常容易烧毁芯片。
芯片接反也会有同样效果
器件问题:
在解决了“乱码”问题后,发现计数器74160不能清0。
在检查电路后发现接线正确,在老师指导下确定是74160的置零端CLR’失灵了。
在没有74160情况下更换了74162使抢答器正常工作。
电路板和针脚会有很多问题经常出现接触不良等不可抗力因素影响。
未解问题:
当同时按下除8以外的键时,将会优先编译比较大的数,这是芯片缺陷,无法解决。
当同时按下8和其他键时,将会出现乱码,这是因为8处在循环外,将会使最高为置一,加上各位。
六实验体会与总结
通过两周的课程设计,考察我们对组合和时序逻辑电路的掌握情况。
同时也锻炼我们使用仪器和计算机辅助设计的技能,使学过的知识得到了巩固与复习。
但更重要的是把原来所学的理论知识与实际的生活联系在了一起。
是学习变成了一种乐趣。
使知识形象具体的被掌握。
在实验过程锻炼了自己的思考能力和动手能力。
在通过题目设计电路的过程中,加强了我思考问题的的完整性和与实际生活联系的可行性。
在方案设计选择和芯片的选择上,使我对理论知识和芯片的原理和功能有了更深刻的记忆。
当自己在实验台上动手连接电路遇到问题时,锻炼了自己对问题的分析和解决能力同时也锻炼了自己的耐心。
当通过自己的努力解决问题,在老师的帮助下排除困难后,看着设计出来的电路能实现预想的功能,体会到了成功的喜悦。
希望以后还能够有自己真正动手的机会!
在设计过程中,由于通过了EWB的调试省去了不少时间,避免了在实际操作中解决困难的时间。
是个很好的检验手段。
再有,无论是在EWB上设计还是在实验台上连线,少一些马虎多一些认真,是可以节省不少时间和精力的。
总之,这次实验我收获颇多。
实践是获得知识的一种最好的手段!
【参考文献】
●电工电子基础实践教程(上册)机械工业出版社⒉18触发器及锁存器的应用
●数字电子技术基础清华大学出版社⒍5555定时器及其应用
●标准集成电路数据手册——TTL集成电路电子工业出版社
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- 电气 电子 毕业设计 32 智力 竞赛 抢答 电路设计
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