西安邮电学院 数电课程设计26Word格式.docx
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（2）在抢答开始命令前开始抢答者，显示违规抢答者的序号，并且相应的红灯亮。
（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。
（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，并保持到主持人将系统清除为止。
（5）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，红灯亮抢答结束，定时显示器上显示0。
附加功能：
（1）在定时时间已到，无人抢答时，可实现超时抢答，红灯亮表示超时，绿灯亮表示有选手抢答，显示器上显示选手的编号和抢答的时间。
并实现对选手编号的锁存。
（2）计时模块采用倒计时实现。
三实验仪器设备：
设备名称
数量（个）
74LS75
1
74LS161
2
74LS48
3
74LS04
74LS00
555
74LS08
面包板
74LS20
电阻
6
数码管
发光二极管
红色1个，绿色2个
电容
4.7uf/0.01uf各一
导线
若干
钳子
万用表
四设计原理：
1）输入控制电路
此部分要求能够区分输入的抢答信号是否有效。
若抢答信号是在“抢答开始”命令下达之后发出，该抢答信号有效，输入控制电路应发出“抢答有效”信号，并配合抢答锁定电路使数码管显示抢答者的组号。
2）抢答锁定电路
抢答锁定电路要求能够确定第一个输入的抢答信号，并保持该信号不变，同时使后输入的信号无效。
3）抢答灯光指示电路
灯光只是电路用来表示抢答信号是否有效，其中红灯亮灭表示该行为属于违规行为与否，绿灯亮灭表示有选手抢答与否。
这两路灯随机组合实现电路中的所有功能。
抢答者若在规定时间内抢答，绿灯亮则表示“有效”；
否则，表示“无效”。
超时或超前抢答时红灯亮，否则一直保持灭的状态。
4）控制电路定时
定时控制电路要求在“抢答开始”命令下达后才能开始计时，经过规定的时间，发出抢答时间到的信号，即红灯亮，并实现停止计时。
此时数码管显示“0”字符，表示无人抢答。
5）编码电路和显示电路
编码电路是最先抢答者的信号进行编码，然后在显示电路里显示这个抢答者的组编号。
五总体电路基本设计思路：
六单元电路的设计：
（1）脉冲电路：
脉冲电路由555提供，电路图如下：
（2）抢答锁存电路:
在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由75来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态，拒绝之后接收到的任何输入信号，如此即可实现锁存。
74LS75真值表：
1C2C
3C4C
Q
X
Qn
当有一组队员按下开关后，Q1’,Q2’,Q3’,Q4’中有一个信号为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0，送到75的1C2C,3C4C端口，保持状态不变，实现锁存功能。
译码电路：
当某个队员正常抢答上以后，要显示他的编码号，必须把该信号转换为二进制代码。
其关系为：
Q1
Q2
Q3
Q4
A
B
C
D
由上真值表知：
；
；
C=Q4；
D=0；
综上可得到抢答锁存电路的电路图
（3）计时电路：
此电路用来实现模40的倒计数器，用两片74LS161级联来实现，高位片实现模四的计数，低位片实现模十的计数功能。
用同步置数法来实现，由于要求倒数计数，可以取低位片的0011至1111十个状态，取高位片1011至1111四个状态。
然后取反而得到。
当倒数到00后，还要有锁存的功能，锁住电路。
高位片从1011到1111，取反后便可得到0100到0000；
低位片从0110到1111，取反后得到1001到0000。
其状态转移图如下：
高位片:
低位片：
在低位片每一次循环后，不但要给其自身置数，还要控制高位片记数一次，对于低位片，我们通过给其CO端取非送入到置入端；
对于高位片因为其受两个芯片控制，故将两个CO端与非后送入高位片的置入端。
然后要让记数器保持，这个可以用高低位片的ENP（两个ENT都接到高电位）来控制。
由分析知，当抢答开始后，只有“时间到”和“正常抢答”时计时模块才会停止计时，故我们将主持人开关与74LS20的锁存端输出经过与非后送入到低位片的ENP端口；
高位片的ENP端口则由低位片的CO输出值控制，如此可实现对应的计数与停止计时。
电路图如下所示：
（4）违规报警电路:
由前面的分析知，有选手抢答时绿灯（G）才会亮，超时或超前抢答时红灯（R）亮，否则一直保持灭的状态。
这个可以用选手信号（S）和主持人信号（H）表示，关系如下（不含超时情况，超时时G和R值都为1）：
H
S
G
R
由上真值表知：
;
则，违规报警电路图如下图所示：
GREEN
Y
RED
H
（5）计数器的译码显示电路：
三片74LS48的译码电路相同，连接图如下：
七、调试过程中的问题
总的来说，这次实习还是很顺利的，但也遇到了几个问题：
1.在我刚布完电路全部模块的线路，打算测试时发现，发现倒计时部分不置数，不计数，此时真是“老虎吃天，无处下爪”，没法，又把计数与锁存两部分拆开，重新检测，那时我才体会到分模块的真正意义，各个击破。
之后不久各个模块都正常了。
2，选手抢答后，只有1，4选手能够正常操作，2，3选手不能进行锁存。
经过万用表的测量，原来在75片子的2，3的非上出现问题，无论2，3的值为多少，他们的非的值都是中为1，但是将75片子单独测试时，却又能正常工作。
后来通过万用表测量电压，发现在每次2，3两个端口发生变化时，其非的端口也会随着有变化，只是由于正常时高电位抬高，在变化时tw受电位变化毛刺影响，有了变化，但是不大，这样导致变后依然有接近1V的高电压，故那两个端口得知始终处于高位状态。
八、总体电路图:
（附后）
说明：
软件中没有提供161，故用163代替。
九、分析总结
转眼间两周的课程设计就结束了，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。
回想起这两周来我感受颇深。
刚开始设计电路时觉得一点头绪也没有，只是觉得很难。
不过在老师的指导下，我通过查资料，请教同学，在第四天完成了电路的设计，并进行了仿真。
紧接着就是连接电路，这也不是一件容易的事，我连的电路问题很多，有的是因为线接触不好，有的是因为芯片坏了，真是一言难尽，不过还好最终问题都被解决了。
看着自己努力连接成功的电路，觉得好高兴。
不过也正是这次实验让我明白了理论与实践之间的差异。
我设计的电路在电路仿真中完全正确，可是当我接好电路后，它却和我预期的相差很多。
这也使得我的动手能力得到了提高。
在设计电路时，设计的电路应尽可能的简单。
然后用万用表检查面包板及各芯片是否正常，不正常就赶快换。
接电路的时候，按模块接，先逐块连好，同时逐块检查是否正常，一块连好后再连下一块。
连线时布局是很重要的，芯片的位置也很有讲究，连线时应尽量把所有芯片的位置分开，便于布线。
不然的话，芯片之间的距离太窄，容易造成别的线无法过去。
连线时应尽量让所有的线都贴着面包板，不要让线交叉，这样当发现线路有问题时就比较好改。
这次课程设计对于我来说收获很大。
我是一个只注重理论不注重实践的人。
通过本次实验，我认识到了实践的重要，也提高了我的实际动手能力。
我们要学会把理论联系实际，而这次课程设计就是一个很好的机会，不仅能提高我们的理论知识，而且也培养了我们的实际动手能力。
尽管在中间遇到很多问题，我的设计最后在老师的检查下发现了自己存在的问题，是因为自己想的太简单，没有认真思考。
但是经过老师的指导和同学的帮助，使得这次实验能顺利完成，而且在讨论中我们也学到了很多知识，而且也对也前的知识做了一个很好的回顾。
在这次实验中，我体会到在进行一个综合性的硬件设计时，要全面考虑问题，比如想用其他信号来控制一个信号，就要考虑到和这个信号直接或间接关系的信号，必须是最重要相关的信号，然后用真值表来解决他们的关系，通过门电路来实现。
下来就是在实际动手连接电路时的问题，由于种种客观方面的原因，导致理想和现实相差太远，输入电路不可以悬空，悬空并不是高电平，芯片上有接电源和接地的悬空是高电平，但这个高电平并不是，有时候它不是怎么高，这样地话，就会对后面地时序电路产生影响。
在通过这两个礼拜地设计实习，让我真正理解了书本上知识，也让我知道我们课本上的知识在实际中怎么应用，理论联系实践，相互关系。
通过此次设计，我对理论知识的学习有了很大的兴趣，现在我可以主动的去学习，我明白自己该学习那个方面，重点是什么？
我也掌握的了在理论中遇到问题，应该怎样去解决，在实际中遇到迷团应该怎样去检查调试。
总体来说，这次实习我受益匪浅。
在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。
在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。
西安邮电学院通信系电子设计过程考核表
班级/学号
通工0502/030510
承担任务实验室（单位）
3#实验楼536
所在部门
电信系
实施时间
2007年12月10日—2007年12月21日
具体内容
第一周
周一老师讲解实习内容、要求及基本原理
周二、三验证性实验正计数器
周四、五设计性实验抢答器
第二周
周一、二设计性实验抢答器
周三、四写实验报告
周五交实验报告
指导教师（师傅）姓名
薛延侠
职务或职称
讲师
指导教师（师傅）
对学生的评价
学习态度
□认真□一般□不认真
学习纪律
□全勤□偶尔缺勤□经常缺勤
实践能力
□很强□一般□较差
指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见
指导教师（师傅）签字
年月日
西安邮电学院通信系电子设计成绩鉴定表
任磊刚
通工0502/03051083
进行时间
2007年12月10日—2007年12月21日
成绩鉴定
学习内容（20分）
与教学任务计划结合程度（10分）
与专业培养结合程度（6分）
其它（4分）
接受单位评价
（20分）
实践能力（10分）
学习态度（6分）
学
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