数电四人智力抢答器课程教学设计.doc

.- 设计题目：简易智力竞赛抢答器的设计与制作 一、设计要求 抢答器可供四组抢答，有人抢答时，蜂鸣器发声，同时优先抢答者对应的指示灯亮，而后抢答者对应的指示灯不亮。主持人具有将抢答器复原的功能。 智力竞赛抢答器是用来判断哪一个预定状态首先发生的电路，主要由开关阵列电路、触发锁存电路、显示电路几部分构成。 二、总体设计 电路由选手和主持人开关、触发锁存电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。  三、单元电路设计 1、 选手开关和主持人开关 选手开关由下面四个开关组成，四位抢答者通过开断各自的开关开关实现抢答，给译码器输入高低电平，其中低电平为有效信号 主持人开关是上面一个开关，主持人通过开关断合控制整个电路 2、触发锁存电路 此电路有74LS175组成。它具有以下功能： ①清零功能 用集成触发器清除端实现，由主持人输入手动负脉冲控制 ②四个抢答键控制功能 有按键实现 ③显示功能 用数字逻辑箱中的发光二极管实现 ④脉冲信号控制功能 由主持人输入手动正脉冲控制 74LS175真值表如下  3、 抢答鉴别电路 电路由双4输入与非门74LS20组成，用以鉴别灯亮与不亮。  4、 显示电路 电路由四个发光二极管和四个200欧电阻串联组成，哪个选手先抢到对应的灯即亮。  5、 时钟脉冲电路 由555定时器和两个0.01uF的电容和470欧姆的电阻组成多谐振荡。 四、总电路图 抢答开始时，主持人清楚信号按下复位开关，74SL175的输出Q1~Q全为0，所有发光二极管LED均熄灭。 当主持人宣布开始抢答后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的二极管会亮，同时，通过与非门送出的信号锁住其余三个抢答者的电路，不在接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止 五、器件清单 名称 型号 主要参数 数量 4D触发器 74LS175 1 输入与非门 74LS20 1 多谐振荡器 555 1 非门 74LS04 1 普通电阻 10千欧 4 普通电阻 200欧 4 普通电阻 470欧 2 三相开关 5 普通电容 0.01uF 2  设计题目：汽车尾灯控制电路的设计与制作 一、设计要求 设计汽车尾部有左、右两侧各3个指示灯（用发光二极管模拟），根据汽车运行情况，设计电路满足指示灯以下五种不同的状态： （1） 汽车正常行驶时，汽车尾部左右两侧的指示灯不亮状态； （2）汽车右转弯行驶时(同时启动计时系统)，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮，左侧的指示灯全灭； （3）汽车左转弯行驶时(同时启动计时系统)，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮，右侧的指示灯全灭； （4）汽车临时刹车时，所有指示灯同时处于闪烁状态。 （5）倒车时，尾部左右两侧各一个灯处于闪烁状态。  2、 总体设计 根据各单元电路的设计，将555定时器构成的多谐振荡器、三进制循环控制电路、开关控制电路和译码及显示驱动电路进行整合调试得到所设计的汽车尾灯控制电路。  三、单元电路设计 1.555的工作原理： 它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器 的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比 较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc32和Vcc3 1 。C1和C2的 输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过Vcc3 2 时， 触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信 号自2脚输入并低于Vcc3 1 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。DR是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。Vco是控制电压端（5脚），平时输出Vcc3 2 作为比较器A1的参考电平，当5 脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01F?的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路 2、74LS138工作原理： ①当一个选通端（E1）为高电平，另两个选通端（(/E2))和(/E3)）为低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如：A2A1A0=110时，则Y6输出端输出低电平信号。 ②利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 ③若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。 ④可用在8086的译码电路中，扩展内存。  四、总电路图 1．首先由开关控制电路，进而控制汽车尾灯闪亮，开关电路包括：非门，异或门，与非门，电阻，直流稳压电源。分别控制输出的高低电平，以便达到控制各芯片工作的目的。 2．其次将开关电路输出的信号输入到74LS138N芯片分别控制左右两边的指示灯点亮。 3．最后通过置零法将74LS160D改成3进制计数器来控制3个指示灯循环点亮  5、 器件参数 555定时器: a.电容：0.01μF(10nf),0.033μF(33nf) b.电阻10欧，100欧。 c.二极管：1N4148