数字逻辑课程设计报告---抢答器

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1、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

2、秒倒计时。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

3、答时，抢答器完成：编号锁存、编号显示以及对应红灯亮。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。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：抢答按钮锁存器优先编码器译码电路译码显示主持人开关控制电路报警电路秒脉冲产生电路定时电路译码电路译码显示四、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

4、二极管3个电容:0.01uf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号端口接0.1uF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—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，同时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

5、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按下时（如按下J2），通过74LS75的D触发器功能输出低电平，又经过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“2”。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。图22.

6、计时电路电路如图3所示，用74LS161、74LS48来实现。主持人按下开关之前计数器LOAD端为低电平，使整个模块处于置数状态，由0110为初始abcd的值；当主持人按下开关后，LOAD端为高电平，使整个模块处于计时状态，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

7、，通过74LS20（对1111的与非作用），74LS04（非门），74LS08（与74LS161的10管脚与运算）使报警黄灯亮，抢答无效。图3五、总体电路图：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，即在主持人发出“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号选手虽然也按下开关，但其数码管并不显示数字3了。功能测试二：无效抢答测试在主持人控制端未接高电平时，第1组有人提前抢答。此时视为无效抢答。此时下

8、边电路显示犯规选手编号1，同时红灯亮，显示为无效抢答。功能测试三：时间到无人抢答如果在规定的10秒时间内无人抢答，黄灯亮，数码管无显示。七、电路组装、调试过程中发生的问题及解决方法：1.由于刚开始时导线插入面包板较浅，导致电路很多地方