数电抢答器

西安郵電學院 数字电路课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 报告书 题目：数字抢答器 系部名称 ： 学生姓名 ： 专业名称 ： 班 级 ： 时间 ： 课程实践报告 一 课程设计题目： 四路数字式抢答器 二 任务和要求： （1） 要求控制四人抢答，允许抢答时间为50秒，输入抢答信号是在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢答者的序号，相应的绿灯亮。 （2） 在抢答开始命令前开始抢答者，显示违规抢答者的序号，并且相应的红灯亮。 （3） 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在数码管上显示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 （4）参赛选手在设定的时间内进行抢答，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的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 （5） 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，红灯亮并禁止抢答，定时显示器上显示00。 三 设计原理与参考图： 工作原理为：接通电源后，主持人将开关接地，抢答器处于禁止状态，组号显示器显示“0”，定时器显示时间(49秒)；若有队员在此时抢答，则 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示犯规，违规报警电路的红灯亮，并显示其组号，由于锁存电路的原因，只记录下第一组的组号。在主持人读完题目后，宣布“开始抢答”，定时器开始计时，选手在50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、定时器显示经过的时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。 四 单元电路的设计： (1) 脉冲电路： 脉冲电路由555提供，电路图如下： (2) 计时电路： 此电路用来实现模50的倒计数器，用两片74LS161来实现，高位片实现模五的计数，低位片实现模十的计数功能。用同步置数法来实现，由于要求倒数计数，可以取它们各自的后面的状态，然后取反而得到。当倒数到00后，还要有锁存的功能，锁住电路，抢答无效。高位片模5，它从1011到1111，取反后便可得到0100到0000；低位片模10，它从0110到1111，取反后得到1001到0000。其状态转移图如下： 高位片: 低位片： 在低位片每一次循环后，不但要给其自身置数，还要控制高位片记数一次，这个可以用其Co来控制高位片的CTt,接下来就是在倒数到“00”后，要让记数器停止工作，这个可以用这两片74LS161的Co端与非来控制低位的CTp来做到。 电路图如下所示 (3) 计数器的译码显示电路： 两片74LS48的译码电路相同，连接图如下： (4) 抢答锁存电路: 在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由7475来实现，当74LS75的1C2C,3C4C的信号为“0”时，它将保持原来的状态： 74LS75真值表： D C Q 1 1 1 0 1 0 X 0 Qn 当有一组队员按下开关后，Q1’,Q2’,Q3’,Q4’中有一个信号为1，则它们四个通过与非门后的信号为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。 译码电路： 当那个队员抢上后，要显示他的组号，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的电路图 (5) 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： 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，违规报警电路图如下图所示： 五 总体电路图: 六 实验仪器设备： 设备名称 数量(个) 设备名称 数量(个) 74LS75 1 74LS161 2 74LS48 3 74LS04 2 74LS32 1 555 1 74LS08 1 74LS00 1 74LS20 1 电阻 6 数码管 3 发光二极管 红色3个，绿色4个 电容 4.7uf /0.01uf各一 导线 若干 钳子 1 面包板 1 万用表 1 七 总结： 通过本次课程设计，把我们在课堂上学到的数字电路知识运用到实际当中。如各种常见芯片的功能，各种组合逻辑电路和时序逻辑电路的设计，在此次设计中，当然会遇到许多问题，毕竟这是第一次做一个很实际的硬件的器件。 在进行一个综合性的硬件设计时，要全面考虑问题，如想用其他信号来控制一个信号，就要考虑到和这个信号直接或间接关系的信号，必须是最重要相关的信号，然后用真值表来解决他们的关系，通过门电路来实现。下来就是在实际动手连接电路时的问题，由于种种客观方面的原因，导致理想和现实相差太远，输入电路不可以悬空，悬空并不是高电平，芯片上有接电源和接地的悬空是高电平，但这个高电平并不是，有时候它不是怎么高，这样地话，就会对后面地时序电路产生影响。 最后，在通过这两个礼拜地设计实习，让我真正理解了书本上知识，也让我知道我们课本上的知识在实际中怎么应用，理论联系实践，相互关系。通过此次设计，我对理论知识的学习有了很大的兴趣，现在我可以主动的去学习，我明白自己该学习那个方面，重点是什么？我也掌握的了在理论中遇到问题，应该怎样去解决，在实际中遇到迷团应该怎样去检查调试。 八 参考文献: 《最新电子元件应用手册》作者：高海生 《电子技术实验与课程设计》作者：毕满清 出版社：机械工业出版出 《数字电路实验指导书》作者：张亚婷 王乐 周丽娟 郭华 出版社：西安邮电学院 ！ 西安邮电学院 计算机 系 电子设计 过程考核表 学生姓名 班级/学号 承担任务实验室（单位） 电子技术教研室 所在部门 电信系 实习时间 具体内容 第一周 了解数字抢答器的功能后运用实验室提供的器材，设计原电路图，经检查可以实现其要求功能，然后经老师检查后领原器件， 之后开始连接，其过程中遇到许多困难，但经本人努力都基本上解决。 第二周 针对设计的电路图中的不合理地方做了一些改进，使自己的电路更加完美。 指导教师（师傅）姓名 职务或职称 指导教师（师傅） 对学生的评价 学习态度 □ 认真 □ 一般 □ 不认真 学习纪律 □ 全勤 □ 偶尔缺勤 □ 经常缺勤 实践能力 □ 很强 □ 一般 □ 较差 指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见 指导教师（师傅）签字 年 月 日 西安邮电学院 计算机 系 电子设计 成绩鉴定表 学生姓名 班级/学号 进行时间 成绩鉴定 学习内容（20分） 与教学任务计划结合程度（10分） 与专业培养结合程度（6分） 其它（4分） 接受单位评价 （20分） 实践能力（10分） 学习态度（6分） 学习纪律（4分） 报告鉴定 （60分） 报告内容与实践过程紧密结合（15分） 报告内容与教学计划内容紧密结合（15分） 报告质量(主题、结构、观点、逻辑、资料、字数 30分) 评阅教师姓名 职称 成绩 评语 评阅教师签字 年 月 日 脉冲 电路 计 时 电 路 控制 电路 主持人开 关 违规报 警电路 译码显示 译码电路 锁存电路 抢答按钮 1011 1100 1101 1110 1111 DCBA/Co /0 /0 /0 /0 DCBA/Co 1110 01100 1001 1000 1010 0111 1011 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /1 1111 11011 1100 1011 g f