四路抢答器课程设计报告.pdf

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1、四四路路抢抢答答器器设设计计实实验验报报告告信息科学技术学院信息科学技术学院自动化自动化*班班*实用文档.四路抢答器设计实验报告四路抢答器设计实验报告一、设计任务：一、设计任务：1、稳固和加深对电子电路根本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。2、养成根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进展数字电子电路实验的根本技能。二、技术指标二、技术指标抢答器是一种具有优先

2、输出的电子电路。它的根本功能是，在四组参赛的情况下，首先抢答者发出抢答信号，此时其他参赛组的抢答电路即失去控制作用。在优先抢答者解除抢答信号后，电路才自动恢复到各组又可均等抢答的状态中。1、设计一个可供 4 人进展的抢答器。2、系统设置复位按钮，按动后，重新开场抢答。实用文档.3、抢答器开场时数码管无显示，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去除为止。抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响。并且不出现其他抢答者的序号，这样其它选手无法再抢答，到达抢答目的。4、抢答器具有定时抢答功能，本抢答器的时间设定为10 秒，当主持人启动“开场开关后，定时器开场减计。5、设定的抢答

3、时间内，选手可以抢答，这时定时器开场工作，显示器上显示选手的号码和抢答时间。并保持到主持人按复位键。6、当设定的时间一到，而无人抢答时，此题报废，选手们无法再抢答，同时扬声器报警发出声音，定时器上显示 0。三、元件清单：三、元件清单：器件二极管电阻电阻电阻电阻型号10BQ01520k1M48k数量25112器件型号74LS4874LS16174LS17574LS192555数量21112七段译码器2 进制计数器四 D 触发器同步双时钟加/减计数器实用文档.反向器二输入与门三输入与门四输入与门开关74LS0474LS0874LS1174LS2112215四输入或门407210n1uF7SEG-C

4、OM-CATHODE11112电容电容电容共阳七段数码管四、电路框图如下：四、电路框图如下：1智能抢答器 总体方框图如上图所示。其工作原理为：接通电源后，主持人将 K0拨到去除状态，抢答器处于制止状态，编号显示器灭灯，定时器不显示；主持人用开关 K0清零，宣布开场并按下 K0状态开关抢答器工作。定时器计时。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停顿、制止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作去除和开场状态开关。实用文档.抢答按钮抢答控制电路主持人控制开关废题计时电路译码电路七段数码管显示七段数码管显示报警电路

5、蜂鸣器报警具体操作如下：在主持人宣布开场并按下 K0，K1、K2、K3、K4四个组参与抢答。当有抢答者首先按下抢答开关时，显示相应的序号并伴有声响,同时，抢答器不再接收其它组的抢答干扰。显示抢答者组号。在限定时间 9 秒后无人抢答时，该题作废，用声响提示，并显示顺计时的时间。五总电路图如下附录：五总电路图如下附录：六、单元电路的设计六、单元电路的设计1 1、抢答局部电路、抢答局部电路该电路完成的功能：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；工作过程：当主持人表示开场作答时，按下复位键即清零。当有选手抢答时，通过显示电路显示组号，及报警电路发出声响。其中，74

6、LS175 起到锁存作用,74LS48 起到译码作用。2.2.七段数码管显示电路七段数码管显示电路此电路是通过 74LS48 译码，将所抢答组号显示在七段数码管上。通过以下原理实现：实用文档.字符显示器：分段式显示是将字符由分布在同一平面上的假设干段发光笔划组成。电子计算器，数字万用表等显示器都是显示分段式数字。而 LED 数码显示器是最常见的。通常有红、绿、黄等颜色。LED 的死区电压较高，工作电压大约 1.53V，驱动电流为几十毫安。图 5-2 是七段 LED 数码管的引线图和显示数字情况。74LS48 译码驱动器输出是高电平有效，所以，配接的数码管须采用共阴极接法。图3-3a是共阴式LE

7、D 数码管的原理图，使用时，公阴极接地，7 个阳极a,b,c,d,e,f,g由相应的 BCD 七段译码器来驱动，如图 3-3b所示。a引线图b七段字形组合情况图 3-3 共阴式 LED 数码管的原理图和驱动电路实用文档.图 3-3(c)七段 LED 数码管274LS48 是输出高电平有效的中规模集成 BCD 七段显示译码驱动器，它的真值表见表以下图所示十十进进制制数或数或LT输输入入IBR/YBR输输出出a ab b1 11 11 11 11 10 00 01 11 11 10 00 01 1c c1 11 10 01 11 11 11 11 11 11 10 00 01 1d d1 10 0

8、1 11 10 01 11 10 01 10 00 00 01 1e e1 10 01 10 00 00 01 10 01 10 00 00 01 1f f1 10 00 00 01 11 11 10 01 11 10 00 01 1g g0 00 01 11 11 11 11 10 01 11 10 00 01 1IBRA A3 30 00 00 00 00 00 00 00 01 11 10 0A A2 20 00 00 00 01 11 11 11 10 00 00 0A A1 10 00 01 11 10 00 01 11 10 00 00 0A A0 00 01 10 01 10 0

9、1 10 01 10 01 10 01 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 00 01 1功能功能0 01 12 23 34 45 56 67 78 89 9灭灯灭灯灭零灭零试灯试灯1 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 10 01 10 01 10 01 11 10 01 10 01 11 11 10 00 01 174LS48 的输入端是A3A2A1AO四位二进制信号(8421BCD 码)，a、b、c、d、e、f、g 是七段译码器的输出驱动信号，高电平有效。可直接驱动共阴极七段数码管，LT,IBR,IB/YBR是使能端，起辅助控制作用。3使能

10、端的作用如下：aLT是试灯输入端，当LT=0，IB/YBR=1 时，不管其它输入是什么状态，ag实用文档.七段全亮；b 灭灯输入IB，当IB=0，不管其它输入状态如何，ag 均为 0，显示管熄灭；c 动态灭零输入IBR，当LT=1，IBR=0 时，如果A3A2A1AO=0000 时，ag 均为各段熄灭；d 动态灭零输出YBR，它与灭灯输入IB共用一个引出端。当IB=0 或IBR=0 且LT=1，A3A2A1AO=0000 时，输出才为 0。片间YBR与IBR配合，可用于熄灭多位数字前后所不需要显示的零。设计中有三处要用到显示器的，倒计显示按照顺序接线就可以了，让 1、3路相与后接入 7448A

11、0 端，2、3 路相与后接入 A1 端，而 4 直接接入 A2 端。让 A3 端悬空。这样就可以实现逻辑功能的转换。3 3、废题计时电路、废题计时电路本电路通过555做多谐振荡器，74LS192计数器计数和BCD七段译码器74LS48其输出是驱动七段字形的七个信号，实现计时废题功能，当主持人宣布开场答题时，计数器顺时计数，假设无人抢答，计数器计到零时，通过报警电路发出声响。该题作废。1通过定时器 555 接成多谐振荡器，工作原理：其根本工作原理如下：多谐振荡器有两个暂态。假设当电源接通后，电路处于某一暂稳态，电容C1Ucc3上电压UC略低于时，UO输出高电平，V1截止，电源UCC通过 R1、R

12、2给12UCC UCUCC3电容C充电。随着充电的进展UC逐渐增高，但只要3，输出电压UO就一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳态。实用文档.22UCCUCC33当电容C上的电压UC略微超过时(即U6和U2均大于等于时)，RS 触发器置 0，使输出电压UO从原来的高电平翻转到低电平，即UO=0，V1导通饱和，此时电容C通过 R2和 V1放电。随着电容C放电，UC下降，但只要21UCC UCUCC33，UO就一直保持低电平不变，这就是第二个暂稳态。1UCC当UC下降到略微低于3时，RS 触发器置 1，电路输出又变为UO=1，V1截止，电容C再次充电，又重复上述过程，电路输出便得到周期性的矩形脉冲

13、。振荡周期计算为：内部管脚图如下：=1秒图图 5-4-1 5555-4-1 555 定时器内部框图定时器内部框图真值表真值表 5-4-25-4-2 如下：如下：输入输入RDRD0 0VI1VI1 VI2VI2 实用文档.图图 5-4-1 5555-4-1 555 定时器引脚排列定时器引脚排列输出输出VOVO低低TDTD 状态状态导通导通1 12VCC/32VCC/3VCC/3VCC/3低低导通导通实用文档.1 11 11 12VCC/32VCC/32VCC/32VCC/32VCC/3VCC/3VCC/3VCC/3VCC/3VCC/3VCC/3不变不变高高高高不变不变截止截止截止截止外部管脚图：

14、2字符显示原理同上。电路图如下4 4、报警电路、报警电路该电路通过 555 构成的单稳态触发器实现报警功能。如以下图所示电路中，实用文档.七、问题及解决七、问题及解决1、由总电路可以看到，本次课程设计的接线十分之多，因为在接线时要十分细心，如果不小心就会接错。在实验设计实体连接的过程中，每一步都小心翼翼地做。一条线接错或者一条线在过程中不小心被动到，都有可能让整个电路没有反响，所以每一步都必须要小心，没有人希望重新连接一次，器件和线路实在是多，最好能够先把电路划分清晰，就是尽量明显的把个各块独立的电路组成局局部开得明显些，这样就算接错了也可以大概检查各块输出就知道哪里出问题，减少检查的范围和数

15、量，更省时省力。2、555脉冲源时应该用 LED 灯作显示，测试脉冲信号输出输入情况，电阻在接入前要测试保证其可以正常工作。最好就是把输出接在 LED 灯上，一直接线，。一直观察它的灯亮情况，直到它会正常闪烁为止。说明脉冲源正常工作。3.仿真测试必须与实际相符，可以保证测试出来的是正确的结果，测试正确之后便可以无后顾之忧地做电路图，让设计更加顺利。不宜在此工作花费太多时间容易影响接下来的设计。八、心得体会：八、心得体会：实用文档.通过这次的课程设计，让我看到了自己知识掌握的的程度，发现根底薄弱，但通过对此次课程设计加深了对相关知识的理解，对相关器件的实际使用有了更深一步的认识。电路设计之前，大

16、量的前期工作是非常必要而且是值得花大量时间去做的，了解芯片的引脚和功能，然后是电路图的设计，在电脑上模仿以及修改，仿真，这是一个相当费时间的工作。但当正确的测试结果出来时，确实非常让人有成就感。2、在连接实物电路时，要注意分步完成电路，而不是将所有一起接起来。结果当把线接好时，不知道哪里出错，不工作了。由于线接得比较多，人也乱了，很难检查错误。调试后发现，实际电路中存在各种问题。自己就分局部各自调试。然后综合起来，这次课程设计能够胜利的完成，很大局部应该是需要耐心和细心，还有大家的集思广益。课程设计的完成，当然还得于教师的悉心指导，好几次黄昏教师都跟我们一样没有去吃晚饭，很是感动，教师几乎都是从上。所以此次课程设计收获甚多。九、参考文献九、参考文献数字电子技术根底-高等教育出版社康华光主编 电子技术实验教程-房丽萍 俞志英 编如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！实用文档.