八位数字抢答器的设计.doc

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1、专业:机电一体化班级:技师机电085班姓名:刘文刚学号:学号:姓名:刘文刚学制:3.5年专业:机电一体化班级:技师机电085班班主任:杨彦博老师设计题目:八位数字抢答器的设计指导教师姓名:蔺淑萍老师职务或职称:教师空八位数字抢答器设计一、实训目的1、明确设计任务和要求,了解数字电子技术的基本应用过程及领域。2、理解数字抢答器的设计原理、参考电路3、理解数字抢答器基本电路的构成原理及分析方法4、掌握数字抢答器的装配及调试方法5、理解数字抢答器常用元器件的工作原理、特性、主要参数及应用二、实训器材名称数量名称数量名称数量74LS148(8线-3线优先编码器)1电阻510Ω1LED二极

2、管274LS279(4位锁存器)1电阻10KΩ97段数码管374LS48(4线-7段译码器)3电阻15KΩ1导线、焊锡若干74LS192(十进制加/减计数器)2电阻68KΩ1多功能板1NE555(555定时器)2电容0.1uF1松香174LS00(4-2输入与非门)1电容10uF1铬铁1电阻1KΩ15V稳压电源1镊子1三、设计思想接通电源后,主持人将开关拨到″清除″状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;主持人将开关置于开始状态,宣布"开始"抢答器工作。定时器倒计时,扬声器给出声响提示。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

3、提示。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操作"清除"和"开始"状态开关。1、复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理。2、设计可预置时间的定时电路。3、分析与设计时序控制电路。4、画出定时抢答器的整机逻辑电路图四、抢答器设计任务与要求、设计原理与参考电路(一)设计任务与要求1、抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0~S7表示。2、设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。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LED数码管上显示(也可设置报警电路让扬声器发出声响提示)。

4、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,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时(若加报警电路,扬声器同时发出短暂的声响,声响持续的时间0.5秒左右)。5、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,并保持到主持人将系统清除为止。6、如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。(二)参考电路1、抢答器电路     如图2,该电路完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号

5、,同时译码显示电路显示编号;二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程:开关S置于"清除"端时,RS触发器的输出端均为0,4个触发器输出置0,使74LS148的控制端为0,使之处于工作状态。当开关S置于"开始"时,抢答器处于等待工作状态,当有选手将键按下时(如按下S5),74LS148的输出经RS锁存后,1Q=1,74LS48处于工作状态,4Q3Q2Q=101,经译码显示为"5"。此外,1Q=1,使74LS148=1,处于禁止状态,封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时,74LS148的输出端为1,此时由于1Q仍为1,使74LS148的控制端为1,所以74LS148仍处于禁止状态,确

6、保不会出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S开关重新置于"清除"端,然后再进行下一轮抢答。74LS148为8线-3线优先编码器,表1为其功能表。图2表274LS48的功能真值表功能输入输入输入/输出输出显示字形LTRBIA3A2A1A0BI/RBOabcdefg0123456789101112131415111×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×1×00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011111111111111111111111111001100

7、0011011011111001011001110110110011111111000011111111110011000110100110010100011100101100011110000000灭灯灭零试灯××100×××××0000××××001000000000000001111111表2为七段显示译码器74LS48的逻辑功能表。其中:a~g为译码输出端。另外,它还有3个控制端:试灯输入端LT、灭零输入端RBI、特殊控制端BI/RBO。其功能为:(1)正常译码显示。LT

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