数电实习报告-抢答器

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1、0姜郵歌大爭数字逻辑课程设计报告——数字抢答器学院名称:学生姓名:专业名称:班级：实习时间:数字电路课程设计——抢答器的设计一、实验目的：1.用给定的逻辑器件设计四路数字抢答器；2.熟悉逻辑器件的功能及使用；3.掌握数字电路的设计流程。二、实验要求：1•抢答器同时供4名选手抢答，分别用4个按钮S1〜S4表示，设置一个系统清除和抢答控制开关T,该开关由主持人控制。2.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的选手编号，并在LED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。3抢答器的抢答时间为10秒倒

2、计时。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，绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止，如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，数码管此时显示0,且黄灯亮，在主持人未启动“开始”前，如有抢答者则其对应的红灯亮，同时数码管显示其号码。三、实验框图及总体设计：如图所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人开关开始时接地处于禁止状态，编号显示器灭灯，开关灯灭，定时器显示10秒；主持人将开关置“开始"端，宣布”开始"，开关灯亮，抢答器工作，同时定时器倒计时。选手犯规提前抢答时，抢答器完成：编号

3、锁存、编号显示以及对应红灯亮。选手在定吋吋间内抢答吋，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次将开关接地并重新复位。数字抢答器框图:四、主要单元电路设计：所用器材:芯片数量芯片数量555一片74LS161一片74LS75一片74LS148一片74LS48两片74LS20一片74L04一片七段显示管两个74L08一片发光二极管3个电容:0・Oluf一个电阻6个电容：4.7uf一个面包板一块1、用555器件设计脉冲产生电路555定时器产生施密特触发电路。5号端口

4、接0.luF电容起滤波的作用，以提高比较器参考电压的稳定性。图12^抢答电路：设计电路见图2所示。电路选用74LS148（八线一三线优先编码器）、74LS48（4线-七段译码器）和锁存器74LS75来完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并通过74LS75及74LS148锁存优先抢答者的编号，同吋译码显示电路显示抢答选手的编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效（主要通过74LS75及74LS20与非门实现）。工作过程：开关自上而下，分别是J1,J2,J3J4,低电平抢答有效，当有选手将抢答按键

5、按下时（如按下J2）,通过74LS75的D触发器功能输出低电平，乂经过74LS148的输出经74LS48译码器接到七段显示电路处于工作状态，4Q3Q2Q=010,经译码显示为乞”。此外，通过74LS20与非门使E0/1>E2/3均为0,封锁其他选手按键输入，确保不会显示二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将sw1开关重新置为0然后才能进行。I图22•计时电路电路如图3所示,用74LS16K74LS48来实现。主持人按卜•开关Z丽计数器LOAD端为低电平，使整个模块处于置数状态，由0110为初始abed的值；当主持人按下开

6、关后，LOAD端为高电平，使整个模块处于计吋状态，74LS161由（0110）开始十模增量计数，通过74LS20的与非功能使计数器倒计时，当有选手将抢答按键按下时，74LS148的14管脚输出低电平使74LS161的7（ENP）管脚为低电平，则计数器的ENT=1、ENP=0,ENT*ENP=0计时器保持，停止计数。当计时结束无选手抢答,74LS161输出1111,通a74LS20（对1111的与非作用），74LS04（非门），74LS08（与74LS161的10管脚＜ENT—高屯位＞与运算）使报警黄灯亮，抢答无效。A—TitSOi创曲DTENPEM

7、T>CLKLOADMR.・・7*lS16t■■WT环.□1z3DDDDRCO12IL—1£74L8O4?iLSOiU4U10;AT.tSUU9：B•:佗e五、总体电路图:响61IDDOD1D20313ew65JILS15.・U2DO01D2D3CLKIOADUR1£112111?15jU9:AHtSW-六、电路图的逻辑功能测试:调试过程如下所示：功能测试一：有效抢答测试在主持人控制端刚开始接地，即在主持人发岀“抢答开始”命令即开关接高电平后，第二组有人抢答，左边电路显示抢答者组号2,同时绿灯亮，显示抢答有效，此时3号选手虽然也

8、按卜•开关，但其数码管并不显示数字3To功能测试二：无效抢答测试在主持人控制端未接高电平吋，第1组有人提前抢答。此吋视为无