数电课程设计报告--数字电路抢答器

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1、课程设计报告数学与物理科学学院数电课程设计报告课程名称：智力竞赛抢答装置专业班级：学号:姓名：指导老师：设计时间：2011年12月28日10摘要抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以四路智力竞赛抢答器为基本概念，从实际应用出发,利用数字电子器件设计具有抢答和清除功能的抢答器。本设计利用基础的集成元器件简单的组合连接而成，能使四个队同时参加抢答,赛场中设有1个裁判台，4个参赛台，分别为A号、B号、C号、D号参赛台.抢答操作方便，在很多的场所都可以使用，并且给人的视觉效果非常好。该抢答器的设计利用Multisim11完成了原理图设计和电路仿真，具

2、有发光二极管显示功能，应用效果良好。关键词:数字电子技术；抢答装置；multisim11仿真10目录一、设计的目的及要求1.1设计的目的1.2设计的任务及要求二、电路设计总方案及原理框图2.1原理框图2.2电路元器件介绍2.2.1抢答器—74LS1752.2.2抢答器——74LS742.2.3抢答器——74LS202.2.4抢答器——74LS00三、各单元电路的工作原理3.1四位D触发器3.2多谐振荡器3.3分频电路3.4显示电路四、电路仿真4.1设计的总电路图五、电路的安装及调试六、电路的实验结果七、实验总结八、参考文献10一、设计的目的及任务1.1设计的目的1.掌握

3、四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。3.熟悉掌握时序电路的设计方法。4.利用Multisim11进行模拟仿真。5.了解一些基本元器件的功能及用法。6.学会焊接电路。1.2设计的任务及要求1、设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。抢答后显示抢到回答权的选手面前的灯。主持人负责对抢答清零。2、设计要求(1)4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。选手面前的灯也分别编号1，2，3，4。(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯

4、）和抢答的开始。(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并且选手面前的灯亮，抢答选手的编号对应的灯一直保持到主持人将系统清零为止。二、电路设计总方案及原理框图2.1原理框图图1系统原理框图2.2电路元件介绍根据推任务要求，采用D触发器以及锁存器来完成抢答部分。虽然元件较多，但在实现锁存功能时可以简单的实现。表1所列举的为本设计所用的元器件清单。表1仪器仪表明细清单类型商品名称数量（个）4D触发器74LS1751双D触发器74LS741四输入端双与非门74LS201二输入四与非门74LS001电阻1K欧姆5电容0.1uf

5、1滑动变阻器最大阻值5K欧姆1发光二极管LED发光二极管4开关微动开关5102.2.1抢答器——74LS175图274LS175内部原理图图374LS175参数介绍本电路是单向正沿触发的四D触发器，互补输出，有公用的时钟和公用的清零。在时钟脉冲正跃变的沿上，满足建立时间的D输入信息可传至输出。时钟的触发产生于特定的电压电平上，同脉冲的正跃变时间无直接关系。不管时钟输入的电平是高或是低，D输入信号不影响输出。电路同其它TTL和DTL完全相容。102.2.2抢答器——74LS74在TTL电路中，比较典型的d触发器电路有74ls74。74ls74是一个边沿触发器数字电路器件，

6、每个器件中包含两个相同的、相互独立的边沿触发d触发器电路。图474LS74内部原理及引脚图2.2.3抢答器——74LS20图574LS20内部原理及引脚图74LS20为四输入端双与非门，在数字电路中起到非常重要的作用，其应用也十分广泛。2.2.4抢答器——74LS00图674LS00内部原理及引脚图74LS00内部集成了四个双输入端与非门，将亮输入端连接起来可组成非门，一切的逻辑电路都可由与非门构成，与非门作为最基本的元件，在数字电路的实现中。10三、各单元电路的工作原理3.1四位D触发器图774LS175连接电路图电路接通后，按下清零键A后74LS175CLR端输入为

7、低电平，由于CLR是清零端，且是低电平有效，实现清零功能，数码管上显示为0。再次按下复位按键A，、、、输出高电平。电路进入准备状态。这时，假设有按键F被按下，4D的输出4Q将由低变成高电平，使4Q输输出为高电平，LED4灯亮。同时使(4Q非)输出为低电平经过与门U4A输出为低电平，这个低电平与时钟脉冲经过与非门U2A形成一个上升沿脉冲作为74LS175CLK的输入脉冲。因为74LS175是下降沿触发的，当CLK输入为上升沿的脉冲时输入被锁定，故按下除了复位之外的任何的按键都将不会发生电路状态的变化，达到了既定的功能目标。假设有按键E被按下