数电课程设计报告---数字式竞赛抢答器

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1、数字电子技术课程设计题目数字式竞赛抢答器院系信息工程学院班级学号学生姓名指导教师完成时间2014年11月26日14目录一．设计目的二．设计指标：三．总体框图设计：四．功能模块设计：五．实验仪器、工具六．元件清单七．总结14一．设计目的：通过多路数字数字抢答器的设计实验，要求学生回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验，掌握组合电路，时序电路，编程器件和任意集成电路的综合使用和设计方法，熟悉掌握优先编码器，触发器，计数器，单脉冲触发器，555路，译码，编码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。达到数字实验课程大纲要求掌握的基本

2、内容。二.设计指标：（1）设计一个可容纳7组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。（2）抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。（3）设置一个主持人“复位”按钮。（4）主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，由指示灯显示抢答组的编号，同时扬声器发出2~3秒的音响。（5）设置一个计分电路，每组开始预制100分，由主持人计分，答对一次加10分，答错一次减10分。14三．总体框图设计：整体电路分为：主电路与计分电路。主电路：该部分由抢答与控制开关电路，优先编码电路，锁存器，译码器电路，显示电

3、路控制电路，报警电路组成。扩展电路：预制控制电路，计分电路，译码电路与显示电路组成。优先编码电路选用的芯片为74ls14874ls148的引脚图与真值表：14锁存电路选用的芯片是74ls279，引脚图与真值表：译码器电路选用的芯片为74ls48，引脚图和真值表：报警电路选用NE555，引脚图和真值表：14扩展电路的计分电路选用芯片74ls192，引脚图和真值表：14四：功能模块设计：1.抢答部分与报警部分电路原理图原理描述：14芯片74ls148，74ls279，74ls48与七段共阴数码管构成抢答显示电路，选手通过按轻触开关抢答，74

4、ls148的输入端D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7（D0接高电平是因为输出的数字为1--7）采集开关一端的电平状态，低电平有效，D7优先级最高，并且分别编码，输出给74ls279的三个独立锁存器的s端，将判断输入有无的输出信号GS的状态输出给74ls279的第四个锁存器(将其称为控制锁存器)的s端，其R端接主持人复位开关的一端，Q端接另外三个锁存器的R端用来控制锁存与清零，Q端还与74ls48的灭零输入端BI/RBO相连，用来控制数码管的显示（当主持人按复位键时数码管不显示）。抢答经过编码，锁存，分别进行了一次反码操作所以最后输

5、入到74ls48的数据能正确显示抢答的编号。端口状态分析：时刻端口主持人复位开关未按下主持人复位开关按下主持人开关断开抢答开关按下抢答开关断开控制锁存器的R端HLH　ＨHHHH　LH14控制锁存器的Ｓ端（GS端）控制锁存器Q端（其余锁存器Ｒ端）H保持LL(保持)　HH其余锁存器Q端保持LL(保持)与编码输出相对应，输出为编码输出的反码保持其余锁存器Ｓ端全为　H全为　H　全为H不全为H，与编码输出相对应全为H74ls148的使能端EIHL芯片工作L芯片工作H芯片不工作H芯片不工作1474ls48的BI/RBOH保持L数码管不工作L数码管不

6、工作H数码管工作H数码管工作报警部分由两块NE555构成，一块NE555构成单稳态触发电路用作定时器，一块NE555构成多谐振荡电路此处用于输出占空比一定的脉冲驱动蜂鸣器发声。当复位时，74ls00输出出现一个负脉冲后变为高电平，单稳态触发电路中5V电源对C2进行充电后放点，充电常数便是定时的时长T=1.1R16*C2，此时单稳态触发电路输出由仿真图中的红线表示，控制了后面多谐振荡电路输出脉冲的有效时间。A1构成多谐振荡器，振荡频率为：f0=1/(R18+R19)*C3*ln2=1.43/(R18+R19)*C3142：计分电路部分原理

7、图：14原理分析：74ls192为可预制数同步可逆十进制双时钟计数器，设计目标是要求是设置一个计分电路，每组开始预制100分，由主持人计分，答对一次加10分，答错一次减10分。要显示三位数所以选用了三块数码管，最低位始终显示零，实际上就只需要完成两位数的可加可减的计分电路，因此用两块192，一块为低位一块作为高位。此计分电路有三种模式：置数，清零，加减操作所以清零开关位置如如图所示。清零模式：CLR为有效电平高电平，所以该端口的常态为低电平。置数模式：要求CLR清零端为无效状态及为低电平，置数端PL为低电平有效状态，将低位输入P0，P1

8、,P2，P3的值0000置入，使得输出Q0，Q1，Q2，Q3为0000,；将高位输入P0，P1，P2，P3的值0001置入，使得输出Q0，Q1，Q2，Q3为0001，PL常态为高电平，所以置数开关位置如如图