抢答器实训报告1.docx

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抢答器实训报告1

石家庄邮电职业技术学院

逻辑电路设计

实训报告

四人智力抢答器

09级电信工程系

专业

学号

姓名

指导教师

完成日期

一、实习的目的

1.学习数字电路中各种门电路（组合电路）、集成寄存器74175（时序电路）、555定时器（模电+数电）构成的多谐振荡器、CP时钟源等单元电路的综合运用。

2.熟悉智力抢答器电路的组成及工作原理。

3.掌握数字系统读图、安装、焊接、调试及故障排除的方法。

4.掌握元器件的识别及质量检验方法；学习整机的装配工艺；了解一般电子产品的生产调试过程

二、实习的意义

1.培养动手能力、理论联系实际、分析问题、解决问题的能力及严谨的科学作风，积累实际工作经验，提高学生的综合素质和就业竞争实力。

2.使学生在做中学，然后在学中做，先知其然，然后知其所以然。

促进学生职业能力发展。

体现“以能力为本位、以学生为中心”的教学方法。

3.项目课程开发的最终目的是学生职业能力的发展，行动导向学习，学生亲自经历完整的工作过程（工作过程系统化），在培养专业能力的同时，促进学生关键能力的发展和综合素质的提高，本实训提供了获得最受企业关注的“工作过程知识”和基本工作经验的机会。

“知识改变命运，学习成就未来。

”

三、实习内容与步骤

1.读图：

了解用途，化整为零，找出通路、抓住联系、估算指标。

抢答器电路组成及工作原理。

2.认知元件：

74LS00、74LS20、74LS175、电阻、电容、按键开关等。

3.检测元器件：

功能测试，参数测量。

4.安装：

实验室面包板模拟安装，功能测试，在万能板实际安装。

5.练习焊接，实际焊接。

6.直流测量、调试：

根据技术指标测量、调试。

7.故障排除：

分析故障原因，找出解决的方法。

8.产品验收：

是否满足设计要求，布局布线美观、焊点牢固漂亮。

9.交实训报告：

按要求书写实习报告。

10.实习报告书写要求：

见.doc文档。

（一）抢答器组成框图及功能介绍

（1）数据输入电路：

由按键（抢答按键、主持人控制开关）、电阻等元件组成，输入优先抢答者数据。

（2）数据输出显示电路：

由发光二极管（LED）、扬声器和电阻等元件组成，优先抢答者指示灯亮。

（3）主控单元电路：

由2输入与非门74LS00、4输入与非门74LS20、集成4D触发器74LS175等元件组成，具有分辨和锁存优先抢答者功能。

（4）时钟单元电路：

由555定时器、电阻、电容等元件组成，为抢答器提供时钟信号。

工作原理：

（1）抢答之前，主持人将开关置于清“0”位置，抢答器处于禁止工作状态，显示灯（LED）熄灭。

（2）当主持人宣布抢答开始时，同时将开关拨到“开始”位置，当按下任意一个按键时，对应的LED灯被点亮，以后再去按其它的按键，指示灯的状态不改变。

直到按下“清零”按键。

（二）主要元器件

1.二输入与非门——74LS00

74LS00从属于TTL门系列.它是一个内部含有四个双输入的与非门芯片.其14脚接+5v电压;7脚接地;当AB都为高电平"1"时输出为高电平"0";当AB都为低电平"0"时输出为高电平"1";当AB异同时:

即,一个为低电平"0"一个为高电平"1"时输出为高电平"1",与非门逻辑功能：

输入有0出1，输入全1出0.不用的输入端悬空、或接高电平。

2.四输入与非门——74LS20

与非门逻辑功能：

输入有0出1，输入全1出0。

不用的输入端悬空、或接高电平。

（NC为空脚），两个4输入与非门，内含两组与非门第一组：

1,2,4,5输入6输出。

第2组：

9,10,12,13输入8输出

3.4D触发器——74LS175

4D、3D、2D、1D为数码输入端；4Q、3Q、2Q、1Q和4个（反相）端为数码输出端；——CLR为异步清零端。

74ls175工作原理

上图中的74ALS175N为一四路的锁存器，当CLK引脚输入上涨沿时，1D-4D被锁存到输出端（1Q-4Q）。

在CLK其他状态时，输出与输入无关。

电路通电后，按下复位按键S，1Q、Q2、Q三、Q4输出高电平。

电路进入筹办状态。

这时候，假设有按键A被按下，4D的输出将由低酿成高电平，使4Q输输出为高电平经过或门U3A驱动数码管使数码管预示1（选手A的编号），同时使/4Q（4Q非）输出为低电平经过与门U4A输出低电平，此低电平与时钟脉冲经过与非门U2A形成一个上涨沿作为74LS175CLK的输入。

因为74LS175是下降沿触发的，故按下除复位之外的不论什么的按键都将不会发生电路状态的变化，即输入被锁定。

达到了既定的功能方针。

定时器——555

1脚为接地端；2脚为低电平触发端；6脚为高电平触发端；4脚复位端低电平有效，5脚控制端，开路时U5=VCC2/3，不用时，经0.01uF滤波电容接地，防止引入干扰；7脚为放电端，外接电容元件C通过放电三极管TD放电（多谐振荡器）；3脚为输出端，输出电流可达200mA，直接驱动发光二极管、扬声器和指示灯；8脚为电源端，可在5V～18V范围内使用。

555定时器内部框图

555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。

555定时器的结构：

⑴分压器：

有三个等值电阻R组成。

⑵比较器：

由电压比较器C1和C2构成。

⑶基本R-S触发器：

有两个稳定的状态。

⑷放电开关管T：

外接电容通过放电管放电。

图8-1 555定时器内部框图

555电路的工作原理

555电路的内部电路方框图如图8-1所示。

它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为

和

。

A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号输入并超过

时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于

时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。

是复位端，当其为0时，555输出低电平。

平时该端开路或接VCC。

Vc是控制电压端（5脚），平时输出

作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。

555定时器的典型应用

（1）构成单稳态触发器   

图8-2 555构成单稳态触发器

上图8-2为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。

D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。

并使2端电位瞬时低于

，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。

当Vc充电到

时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。

波形图见图8-3。

图8-3 单稳态触发器波形图

暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。

Tw=1.1RC

通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。

当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。

此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。

（2）构成多谐振荡器

如图8-4，由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。

电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端

放电，使电路产生振荡。

电容C在

和

之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如图8-5所示。

图8-4 555构成多谐振荡器                图8-5 多谐振荡器的波形图

输出信号的时间参数是：

   T=

=0.7（R1+R2）C

=0.7R2C

其中，

为VC由

上升到

所需的时间，

为电容C放电所需的时间。

555电路要求R1与R2均应不小于1KΩ，但两者之和应不大于3.3MΩ。

外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。

因此，这种形式的多谐振荡器应用很广。

  （3）组成占空比可调的多谐振荡器

电路如图8-6，它比图8-4电路增加了一个电位器和两个引导二极管。

D1、D2用来决定电容充、放电电流流经电阻的途径（充电时D1导通，D2截止；放电时D2导通，D1截止）。

图8-6 555构成占空比可调的多谐振荡器

占空比            

可见，若取

，电路即可输出占空比为50℅的方波信号。

四四、收获和体会

通过本次实训使我了解并掌握了钢丝钳、电烙铁等工具的使用方法及注意事项，熟悉掌握了常用电子器件的类别。

本次实训中最大的收获就是掌握了焊接技术的基本方法，我了解到了焊普通元件与电路与案件的技巧、抢答器的工作原理与组成元件的作用，这些知识不仅在课堂上有用，对以后的电子工艺课的学习也有很大的帮组，在日常的生活中也对自己的实际动手能力是个很大的锻炼。

这次试训是我收益颇丰：

第一、是动手能力的提高，通过使用电烙铁使我亲身体验了当焊接师的乐趣，受益匪浅。

第二、学到了许多课堂上无法学到的东西。

第三、深刻体会到了同学之间合作的重要性。

在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；

这次电子实训课使我明白了做什么事都需要有耐心。

实验是检验真理的唯一标准，理论知识的不足在这次试训中表现得很明显。

这次实训课对我以后的学习有很大的帮助，端正了自己的学习态度，从而更加努力的探索未来。