数电课程设计实习报告-8人智力竞赛抢答器

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1、数电课程设计实习报告8人智力竞赛抢答器设计者：张倚程2007年1月2日前言课程设计是针对某一理论课程的要求，对我们进行综合性实践训练的实践学习环节，可以培养我们运用课程中所学的理论知识与时间紧密结合，独立地解决实际问题的能力。14本课程设计介绍的是数字逻辑电路中智力抢答器的设计方法与测试技术，以电路的基本理论为基础，着重介绍电路的设计，装调及性能参数的调试方法.课程设计应达到如下基本要求：（1）综合运用电子技术课程中所学的理论知识独立完成一个抢答器课题的设计。（2）通过查阅手册和参考文献资料，培养我们独立分析和解决实际问题的能力。（

2、3）熟悉常用电子元器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。（4）掌握电子电路的安装和调试技能。（5）熟悉的使用各类数字电子仪器。（6）学会撰写课程设计论文。（7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。在抢答器的课程设计中，得到指导老师的关心与鼓励，在这里表示感谢。同时，因时间仓促及设计者水平有限，设计论文中错误在所难免，恳请各位不吝指正。目录一预习要求………………………………………………3二设计任务与要求………………………………………3三设计原理与参考电路

3、…………………………………51．数字抢答器总体方框图……………………………

4、…5142．单元电路设计………………………………………6（1）抢答器电路………………………………………6（2）定时电路…………………………………………8（3）报警电路…………………………………………9（4）时序控制电路…………………………………10（5）设计总体电路图……………………………………12四、设计仪器设备………………………………………12五、设计内容及方法……………………………………12六、故障分析与心得体会…………………………………131、故障分析………………………………………………132、心得体会……………………………

5、…………………14一、预习要求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14一、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，同时扬声器发出报警声响提示。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

6、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，同时扬声器发出短暂的声响，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。三、设计原理与参考电路1．数字抢答器总体方框图    14如图11、1所示为总体方框图。其工作原理为：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

7、显示设定时间；主持人将开关置quot;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。图11、1数字抢答器框图2．单元电路设计   (1)抢答器电路    参考电路如图11、２所示。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，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

8、：开关S置于"清除"端时，RS触发器的端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的＝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,=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的此时由于仍为１Ｑ＝１，使＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确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

9、再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置?quot;清除"然后再进行下一轮抢答。74LS148为８线－３线优先编码器，表11、1为其功能表。14图11、２数字抢答器电路14　表１０、１　74LS148的功能真值表(2)定时电路14图11、3可