数字逻辑电路课程设计_抢答器

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1、西安邮电学院数字电路课程设计报告书——数字抢答器学院名称：电子工程学院学生姓名：专业名称：班级：实习时间：数字电路课程设计------------数字抢答器一、课程设计题目数字式抢答器二、设计任务和要求1．抢答器同时可供4路参赛选手同时抢答，分别用4个按钮S0~S3来控制。2.设置一个主持人开关，用来控制抢答的开始和结束。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.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为10秒。当主持人启动"开始"键后，定时器采用倒计时计数到0。5

2、.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，绿灯亮，数码管上显示选手的编号和剩余抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。6.如果定时时间已到（计数至0），有人抢答，则为超时抢答。红灯亮，并在数码管管上显示该抢答选手。7.如果主持人未启动“开始”键，有人抢答，为提前抢答。显示其号码，此时红灯亮提示。三、数字抢答器总体方案1.接通电源后，主持人将开关拨到"高电平"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器显示为0,定时器显示为0。此时,若有人抢答,为违规抢答数码管显示其编号,并红灯警告.定时器显示不变。2.主持人将开关置于”开始”状态，宣布"开始"抢答，抢答器工作,定时

3、器倒计时,选手在定时时间内抢答时，抢答器完成,编号锁存,编号显示,绿灯亮表示抢答有效。3.若在10秒内无人抢答，10秒后抢答器自动锁定，计数器停止计数，抢答无效。如果再次抢答必须由主持人再次操作"开始"状态开关。四、单元电路设计1.抢答器电路的设计(即完成锁存和显示功能)（1）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74LS75来实现,当74LS75的4，13号管角的信号为使能端，当为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75的管脚图和真值表：有一组队员按下开关后，Q1，Q2，Q3，Q4中有一个信号为0，则它们四个通过与门后的信号为0，接入E12和E34,

4、7475实现锁存功能，保持状态不变。对于译码电路，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：~Q3~Q2~Q1~Q0DCBA00010001001000100011001101000100由上真值表知：A=~Q0+~Q2；B=~Q1+~Q2；C=~Q3；D=0；（2）译码电路用74LS48和数码管将74LS75锁住的数据显示出来，74LS48的功能管教图为分析可得到抢答锁存电路的电路图(如下图)：2.倒计时器的设计此电路用来实现模10的倒计数器，用一片74161来实现，用同步置数法来实现，由于要求倒计数，即从1001到0000，所以可以取反而得到

5、。但是，当倒数到0后，还要有锁存的功能，锁住电路，即计数到0后停止在0，若想再次计数，必须由主持人按下开始抢答按键，否则为违规抢答，亮红灯警示。其状态转移图如下：DCBA0110011110001001101011111110110111001011主持人开关接在161的预置端，接低电平是代表新一轮开始的比赛，表示置9端，当接通高电平时代表倒计时开始！根据161的功能表可知，通过对CTP与CTT的控制，可实现计数和保持。我用抢答电路74LS75的使能端E12来控制CTP，用~（QD*QC8QB*QA）来控制CTT。74LS161的管脚图为74LS161的功能表为有74LS161

6、计数到数码管显示之间的转换关系为：计数器输入译码器输入数码管的示数011010019011110008100001117100101106101001015101101004110000113110100102111000011111100000具体电路如下3.脉冲的设计本实验中所用的计时器，是和我们的时钟的频率一样的，因此我们通过555的分频来实现我们所需要的时钟脉冲以及波形如图：T2T1Uooto1/3Uc2/3UcUct多谐振荡器的波形图4.红绿灯警告的设计此电路是当在主持人没有接上开关之前,有人抢答,则红灯亮并显示其组号,当主持人接上开关,绿灯亮表示其正确抢答。当记时器

7、计时停止时，若有人抢答时，则红灯亮。根据电路结果的分析，此部分电路我放在最后把各模块综合在一起时综合考虑。得出具体的电路图如下五、实验器材芯片数量其他器件数量555一片发光二极管两个74LS75一片电阻七个74LS48两片面包板一块74LS161一片七段显示管两个74LS08一片电容两个74LS04两片导线若干74LS20一片74LS32一片六、总体电路设计七、发生的问题及解决方案在实际连接电路中会遇到很多复杂的问题，即使完全按照电路图连接,也会出现一些问题，使结果出现错误，这就是电路调试要