数字电子技术实习报告

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1、数字电子技术实习报告名称：四人智力竞赛抢答器的设计专业：电气工程及其自动化班级：09级电气一班学号：姓名：卢玉芳实习时间：2011-4-18至22日前言关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非常广泛。在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断

2、出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。一、实验目的1.掌握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。二、实验内容和要求设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。（1）计一个智力竞赛抢答器，可同时供4名选手参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4，各用一个抢答按钮（2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。（3）抢答器具有数据锁存和显示

3、的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。（4）用555产生频率为1HZ的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。三、电路原理及设计电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路和LED产生电路组成。当有选手抢答时，首先锁存，阻止其它选手抢答，然后编码，在经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时产生LED光。主持人宣布开始抢答，清零显示和LED。1.以锁存器为中心的编码显示电路抢答信号的判断和锁存可采用触发器或锁存器。若

4、以四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统，编码的作用是把锁存器的输出转化为8421BCD码，进而送给7段显示译码器。抢答信号的锁存可通过D触发器的输出相“与”反馈门控制触发脉冲实现，当无人抢答时，4个D触发器的输出Q非相与，为“1”时，脉冲能够进入触发器，有一人抢答时，与门中有一个变为“0”，使脉冲不能进入触发器，从而防止其他人抢答。锁存编码真值表如下所示：锁存器输出编码器输出Q4Q3Q2Q1DCBA000100010010001001000100100010001.脉冲产生电路：采用555可产生脉冲，电路可通过更改RC参数调整脉冲频率。2.LED电路的调试。四、芯片管脚图1

5、.图为74LS175芯片的管脚图：2.左图为芯片74LS00的管脚图，右图为芯片74LS20的管脚图：3.图为555芯片的管脚图：1.图为CD4511芯片的管脚图：5.数码管的管脚分布图：五、电路原理图@方案一下图为电路仿真原理图和手绘原理图：该电路由四个D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。其中S1，S2，S3、S4为抢答人按钮，S5为主持人复位。74LS175为四D触发器。无人抢答时，S1~S4均未被按下，1D~4D均为低电平，在555定时器电路产生时钟脉冲作用下，1Q立即变为高电平，对应指示灯X1发光，同时数码管显示为1，将555定时脉冲封锁，此时送给74ls175的CLK端不

6、再有脉冲信号，所以74LS175输出不再变化，其他抢答者再按下按钮也不起作用，从而实现了抢答。若要清除，则由主持人按S5按钮完成，并为下一次抢答做好准备。@方案二下图为四人智力竞赛抢答器的另外一种实现方法，用74LS373和74LS147代替了方案一中的74LS175和555芯片来控制LED和编码显示器，也能达到同样的效果，由于实验室器材条件有限，本实验选用方案一。六、抢答器调试要点1、画出整个系统的电路图，并例出所需器件清单。2、领取器件，并按电路图接线，认真检查电路是否正确，注意器件管脚的连接，“悬空端”、“清零端”、“置1端”，电源、接地，要正确处理，3、单元电路检测接通电源后

7、，双踪示波器观察脉冲电路的输出波形，看其是否满足设计要求，支持人给开始信号，再观察减法计数器的输出经数码管显示是否正确。观察选手抢答时锁存器输出是否控制其时钟脉冲的通断，从而判断是否自锁了其他选手的抢答信号。抢答信号到BCD码的转化可将转化逻辑的输出与真值表对照检查，看设计是否正确。主持人开始，计时器到零控制，可检测。4、系统连调给整个系统上电，支持人给开始信号，对选手给抢答信号和没有抢答信号分别进行测试，观察抢答的显示结果。七、总结与体会本次的实习任务是