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一.课程名称
数字电子技术
二.内容摘要
1、Multisim]
2、路数字抢答器
3、字秒表
三.设计指标（要求）
A八路数字抢答器：
1、由直流稳压5V电源供电。
2、能够反映出8个参赛队在比赛中抢答的情况，若第N组（N<
=8）抢答，则显示数字N。
3、若有两组或以上的组抢答，则能根据抢答的先后顺序显示首先抢答的组号。
４、抢答完成后具有清除显示数字的功能。
５、具有音频提示功能。
（扩展部分）。
B数字秒表
1利用基本RS触发器、脉冲发生器及计数、译码、显示等单元电路设计数字秒表。
2由2位数码管显示计数时间，显示分辨率为0.1s，计时误差小于5%。
3在实验装置上或者利用仿真软件完成数字秒表的线路连接和调试，实现上电自动清零、启动计时显示、暂停计时显示以及重新计时等控制功能。
四.系统框图
A八路数字抢答器
【画图】
图1（八路数字抢答器的系统框图）
图2（数字秒表的系统框图）
五.各单元电路设计,参数计算和元器件选择
1、优先编码器
优先编码器既在同一时间内，当有多个输入信号请求编码时，只对优先级别高的信号进行编码的逻辑电路，称为优先编码器。
常用的集成优先编码器有74LS148（8线－3线）和74LS147（10线－4线）两种制式。
2译码器
译码与编码是相反的过程，是将二进制代码表示的特定含义翻译出来的过程。
能实现译码功能的组合逻辑电路称为译码器。
3数码管
共阴式LED数码管的原理图，使用时，公阴极接地，7个阳极a~g由相应的BCD七段译码器来驱动，
1基本RS触发器
原理图中单元1为用集成与非门74LS00构成的基本RS触发器。
属低电平直接触发的触发器,有直接置位,复位的功能。
基本RS触发器功能表:
表1基本RS触发器功能表
R
S
Q
1
不变
不定
它的一路输出Q作为单稳态触发器的输入,另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。
按动开关K2，则门1输出Q非为1；
门2输出Q为0；
K2复位后Q、Q非状态保持不变。
再按动K1，则Q由0变为1，门5开启，为计数器启动作好准备。
Q非由1变为0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。
基本RS触发器在电子秒表中的职能是启动和停止秒表的工作。
2单稳态触发器
单元2为用集成与非门74LS00构成的微分型单稳态触发器。
单稳态触发器的输入触发负脉冲信号U1由基本RS触发器Q非端提供，输出脉冲U0则加到计数器的清除端。
门4在静态是应处于截止状态，R4、C4控制输出脉冲宽度。
它的功能是提供清零信号。
图3（74LS00引脚及内部结构图）
图4（单稳态触发器波形）
3时钟发生器
555定时器构成了多谐振荡器，是一种性能较好的时钟源。
调节电位器RW1，使在555输出端3获得频率为50—60Hz的矩形波信号，当基本RS触发器Q为1时，门5开启，此时脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器的计数输入端CP。
图5为555定时器管脚分布图。
图5（555引脚图）
4计数器及分频器
图774LS161管脚排列图
管脚图介绍：
时钟CP和四个数据输入端P0~P3
清零/MR使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC.（TC=Q0·
Q1·
Q2·
Q3·
CET）
从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、
Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。
当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。
而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。
74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO=Q0·
CET。
合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。
译码显示单元:
本部分由cc4511译码器和七段显示共阴极数码管构成。
在其引脚当中A、B、C、D为BCD码输入端，a、b、c、d、e、f、g为译码输出端，输出“1”有效，用来驱动LED数码管。
六.总体电原理图,工作原理分析
原理图：
工作分析：
Ｕ１Ａ，Ｕ１Ｂ构成基本ＲＳ触发器，其作用是启动和停止秒表工作，按动Ｋ２，Ｕ１Ａ－３为高电平，Ｕ１Ｂ－６为低电平，计数停止。
按动Ｋ１，计数清零并开始计数。
Ｕ２A,U2B构成微分型单稳态触发器，其输入触发负脉冲信号又RS触发器提供，输出负脉冲加到计数器的清除端ＭＲ。
其职能是为计数器提供清零信号。
ＮＥ５５５构成多谐振荡器，调节ＲＬ可使５５５输出１００ＨＺ的矩形波，Ｕ６，U7，U8构成计数器及分频器。
74LS160为同步十进制加法计数器。
U8作为十分频器，对100HZ信号进行十分频，得10HZ矩形波，即在其进位输出端TC取得0。
1秒矩形脉冲信号，计数器U6，U7接成8421码十进制形式。
同时计数器U7又经十分频得到1秒的矩形脉冲信号作为U6的时针信号。
计数器Ｕ６，Ｕ７分别作为秒位和０。
１秒位计数。
它们的输出端与译码单元的对应输入端连接，可显示０。
１－９。
９秒数字。
Ｕ４，Ｕ５和数码管形成译码显示单元，７４ＬＳ２４７为ＢＣＤ码输入的四线—七段译码器，数码管采用共阳数码管。
原理图:
工作原理分析：
按键按下后，电路有蜂鸣声，同时显示优先抢答者的号数，抢答成功后，再按按键，显示不会改变，除非按复位键。
复位后，显示清零。
可继续抢答。
整个电路包括抢答，编码，优先，锁存，数显及复位电路，SB1-SB8为抢答键，SB9为复位键，CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路为一体的集成电路，其中1,2,6,7为BCD输入端，9-15脚为显示输入端，3脚（LT）为测试输入端，当“LT”为0时，输出全为1,4脚（BI）为消隐端，BI为0时输出全为0，5脚（LE）为锁存允许端，当LE由0变为1时，输出端保持LE为0时的显示状态。
16脚为电源正，8脚为电源负。
555及外围电路组成抢答器讯响电路。
数码管接0.，5寸共阴数码管
七.组装调试的内容,包括使用主要仪器,调试电路的方法和技巧,测试数据及波形
调试的方法：
①不通电检查电路安装完毕后，不要急于通电，应首先认真检查接线是否正确，包括多线、少线、错线等，尤其是电源线不能接错或接反，以免通电后烧坏电路或元器件。
查线的方式有两种：
一种是按照设计电路接线图检查安装电路，在安装好的电路中按电路图一一对照检查连线；
另一种方法是按实际线路，对照电路原理图按两个元件接线端之间的连线去向检查。
无论哪种方法，在检查中都要对已经检查过的连线做标记，使用万用表检查连线很有帮助。
②直观检查连线检查完毕后，直观检查电源，元器件接线端之间有无短路，连线处有无接触不良。
③通电检查把经过准确测量的电源电压加入电路，电源接通之后不要急于测量数据和观察结果，首先要观察有无异常现象，包括有无冒烟、有无异常气味、触摸元件是否有发烫现象、电源是否短路等。
如果出现异常，应立即切断电源，排除故障后可重新通电。
④分块调试包括测试和调整两个方面。
测试是在安装后对电路的参数及工作状态进行测量；
调整则是在测试的基础上对电路的结构或参数进行修正，使之满足设计要求。
为了使测试能够顺利进行，设计的电路图上应标出各点的电位值，以及其他参考数值。
调试过程中我们不能单凭感觉和印象，要始终借助仪器观察，
2、调试注意事项
①测试之前要熟悉各种仪器的使用方法，并仔细加以检查，避免由于仪器使用不当或出现故障而作出错误判断。
②测试仪器和被测电路应具有良好的共地，只有使仪器和电路之间建立一个公共地参考点，测试的结果才是准确的。
③调试过程中，发现器件或接线有问题需要更换或修改时，应关断电源，待更换完毕认真检查后方可重新通电。
④调试过程中，不但要认真观察和检测，还要认真记录。
包括记录观察的现象、测量的数据间关系，必要时在记录中应附加说明，尤其是那些和设计不符合的现象更是记录的重点。
依据记录的数据才能把实际观察的现象和理论预计的结果加以定量比较，从中发现问题，加以改进，最终完善设计方案。
通过收集第一手资料可以帮助自己积累实际经验，切不可低估记录的重要作用。
⑤安装和调试自始至终要有严谨的科学作风，不能抱有侥幸心理。
出现故障时，不要手忙脚乱，马虎从事，要认真查找故障原因，仔细作出判断，切不可一遇到故障解决不了时就拆线重新安装。
因为重新安装的线路仍然存在各种问题，况且原理上的问题也不是重新安装电路就能解决的。
在调试过程中，我们认真了解了上述知识，对我们电路作了调试。
出现了故障。
八.元器件清单
A.八路数显抢答器：
14148二极管：
18个。
2开关：
9个。
3103电容：
1个。
4104电容：
5100U/16V电容：
647U/16V电容：
710K电阻：
8个。
8100K电阻：
92K电阻：
10300电阻：
7个。
119013三极管：
12SEG数码管：
134511译码器：
1个
14555定时器；
1个.
15BUZI扬声器：
B.数字秒表：
174LSI160译码器：
3个。
2DPY数码管：
374LS247译码器：
2个。
474LS00译码器：
5个。
5103电容：
6104电容：
7510P电容：
84700P电容：
910K电阻：
103K电阻：
11470电阻：
12开关：
13555定时器：
14100KRL：
15100K电阻：
九.PCB板图或布线图
【实物图】
一十.心得体会
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