西安邮电大学数字电路课程设计四路抢答器.docx

西安邮电大学数字电路课程设计四路抢答器.docx

《西安邮电大学数字电路课程设计四路抢答器.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西安邮电大学数字电路课程设计四路抢答器.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

西安邮电大学数字电路课程设计四路抢答器

数字逻辑课程设计报告

——数字抢答器

学院名称

：

通信与信息工程工程学院

学生姓名

：

专业名称

：

信息工程

班级

：

信息工程

实习时间

：

2012年6月18日——2012年6月29日

课程设计报告

1．课程设计题目：

四路数字抢答器

2．任务和要求：

设计一个数字式抢答器,具体要求如下：

1．要求至少控制四人抢答,允许抢答时间为10秒,输入抢答信号实在“抢答开始”命令后地规定时间内,显示抢先抢答者地序号,绿灯亮.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。

2．在“抢答开始”命令前抢答者,显示违规抢答者地序号；红灯亮.

3．选做：

在“抢答开始”命令发出后,超过规定地时间无人抢答,显示无用字符（可自行确定）.

4．选做：

不仅能显示抢答者地序号并且能显示抢答次序.

3．总体方案地选择

方案一：

聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

其工作原理为：

接通电源后,主持人将开关拨接地,抢答器处于禁止状态,组号显示器显示“0”,定时器显示时间（0秒）；若有队员在此时抢答,则表示犯规,违规报警电路地红灯亮,并显示其组号；由于锁存电路地原因,只记录下第一组地组号.在主持人读完题目后,将开关接上电源,宣布"开始"抢答,定时器开始计时,选手在10秒内抢答时,抢答器完成：

优先判断.编号锁存.编号显示.绿灯提示.当一轮抢答之后,定时器停止.禁止二次抢答.定时器显示经过地时间.如果再次抢答必须由主持人再次操作“清零”和“开始”状态开关.残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。

方案二：

酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

方案二与方案一地原理大致相同,区别在于方案二是“先锁后编”,后者是“先编后锁”：

方案一地实现要用148优先编码器,实际中其

管脚地控制却比较复杂,还要设法控制75地使能端；方案二则直接将抢答信号作为75锁存器地输入信号,再使用或非门来实现编码,且其只受锁存电路地控制,所以只需控制好75地使能端即可.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

故采用方案二.

4．单元电路地设计

1.脉冲电路：

由555电路提供CP脉冲信号

2.抢答锁存电路：

在这一部分,最主要地是锁存电路,锁存电路主要由7475来实现,当74LS75地4,13号管角地信号为“0”时,它将保持原来地状态：

謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。

74LS75真值表：

D

C

Q

1

1

1

0

1

0

X

0

Qn

74LS75地管脚图为：

当有一组队员按下开关后（高电平有效）,Q1,Q2,Q3,Q4中有一个信号为1,则它们四个通过与非门后地信号为1,在通过非门后,它变为0,接入G12,G34,7475实现锁存功能,保持状态不变.厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

当那个队员抢上后,要显示他地组号,必须把次信号转换为二进制代码.其关系为：

Q1

Q2

Q3

Q4

A

B

C

D

1

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

由上真值表知：

A=Q1+Q3；B=Q2+Q3；C=Q4；D=0；

综上可得到抢答锁存电路地电路图如下：

3.计时电路：

此电路采用摸10地倒计时电路,用一片74LS161来实现.有效状态为0110→1111,经过7404反相器后,为1001→0000,即从9到0.其中置入端为主持人开关,选择“1”表示计时开始,选择“0”即为新一轮之前地“清零”；用CO进位输出端地非控制ENP,表示直到倒计时结束,也没人抢答,即计数为0且保持不变,CO=0；用7475锁存地Q1,Q2,Q3,Q4相或再取非控制ENT,表示正常有人抢答时计时停止.茕桢广鳓鯡选块网羈泪。

161地管脚图为：

故计时电路如下所示:

4.违规报警电路:

此电路是当在主持人没有接上开关之前,有人抢答,则红灯（R）亮并显示其组号,当主持人接上开关,表示其正确抢答.这个可以用S和主持人信号（H）表示,关系如下：

鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。

H

S

B

R

0

0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

1

1

1

0

由上真值表知：

B=H·S;R=H·S;

则违规报警电路为：

5.译码显示电路:

数码管前必须加7448译码器,将二进制用十进制显示

5．画总体电路图

6．电路地输入.输出信号波形

计时电路各输出端地输出波形：

CP

Q0

Q1

Q2

Q3

7．发生地问题及解决地方法

1.实验前应先熟悉各个元器件地引脚图和相关功能并反复检查,设计电路图,包括各部分地电路图和总体电路图,并尝试用软件仿真,以增强电路实际实施地正确性.籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。

2.在连接好第一个555脉冲电路后,插上稳压源后发光二极管却不亮,检查电路连接也正确,请教老师后,才知是LED灯已被烧坏,后换了一个新地,加上一个限流电阻,接上同等数值地稳压源后,灯开始正常显示.这加深了我对二极管正向导通时压降很小地特性地理解,此后地信号灯也都加了限流电阻,以防其被烧坏.預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。

3.计时部分连接好,加电源数码管却无示数,原来是没给共阳极地数码管供电.面包板其实分了4块,每块都有ABCDEFJH等列,是相互独立地,所以要把它们地高,低电平分别接一块,这样才能真正形成一个相通电路,每个模块都能供电.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。

4.计数器工作不正常,即刚给其供电,计时地数码管显示为一个常数且保持不变,则说明使能端ENT地控制电路有问题,一直有人抢答,故再对照其表达式,重新检查电路,果然有线路连错.铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。

8．分析和总结

此次课程设计具有一定地难度,主要是由于对实验器材操作地生疏,连导线长度地截取都把握不好,布线不合理,有地地方线路拥挤,而有地却极其稀疏.芯片地布局也未考虑周到,徒增加了一些导线地路径长度,使整体看起来更加复杂,不易读懂.所以,我地第一个连好地面包板,出错却查不出来,最终只能拆了重新布局连接.擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。

这个过程要极具耐心,纸上作图容易,电路连起来难.还要非常细心认真,稍稍有一步错误,就得不出所需地功能.有几次接上稳压源后,总是显示短路,才匆匆意识到自己电路连接有问题.贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。

还有一较大地问题,就是不熟练用万用表查错,尤其是确定线

路已连接正确时,自己检查错误地盲目性更大.后来请教他人,联系

不同器件地具体功能,学会了使用方式.如测得某处电压在2到3V

之间,那就意味着这里有问题,高低电平区分不出,仔细检查.

9．参考文献

《数字电路逻辑设计（第二版）》王毓银主编

《最新电子元件应用手册》作者：

高海生

西安邮电大学数字逻辑课程设计过程考核及成绩鉴定表

学生姓名

于瑞霞

班级/学号

信息工程1001/03104008

承担任务实验室（单位）

电路与电子技术基础教学部

所在部门

电子工程学院

实施时间

2012年6月4日—2012年6月15日

课程设计过程

要求

优

良

中

及格

不及格

电路功能

抢答功能正确,显示正确

犯规显示正确

复位功能正确

超时功能正确

其它

电路质量

电路运行稳定

元件布局合理

连线简洁

回答问题

分析问题.解决问题能力

电路原理清楚,能抓住重点

设计报告

设计思路清晰.图表齐全.各部分电路说明正确.

学习态度

□认真□一般□差

学习纪律

□好□一般□差

实习综合成绩

□优秀□良好□中等□及格□不及格

指导教师签名

年月日