四路抢答器的数电课程设计报告1有用.docx
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四路抢答器的数电课程设计报告1有用
西安邮电学院
数字电路课程设计报告书
院系名称
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学生姓名
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专业名称
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班级
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实习时间
：
题目：
四路数字抢答器的设计
一实验目的
（1）设计一个四路抢答器。
（2）掌握小型数字系统的设计方法、组装、和调试技术，将孤立、零碎的电路及电子学知识融汇到实际产品中去。
（3）巩固数字电子技术所学的理论，着重解决工程实践的动手能力、创新能力和进行综合设计的能力。
二实验要求
（1）抢答器同时提供4名选手参赛，分别用4个按钮表示。
抢答时长为10秒。
（2）输入抢答信号在“抢答开始”命令后的规定时间，显示抢答者的序号，相应的绿灯亮。
在命令开始前抢答，显示违规者的序号，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零为止。
（4）参赛选手在设定时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作。
显示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人清零为止。
（5）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效。
红灯亮，并禁止抢答。
定时器上显示0。
三使用元件
器件
数量
器件
数量
74lLS161
1片
74LS148
1片
74LS75
1片
74LS48
2片
74LS20
1片
74LS04
1片
74LS00
1片
74LS08
1片
555
1片
数码管
2个
电容4.7u
1个
电容103
1个
4.7ΚΩ
1个
150ΚΩ
1个
电阻100Ω
4个
面包板
1块
导线
若干
万用表
1台
四总体方案的设计
图1为总体方框图。
其工作原理为：
接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，组号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关拨到“开始’状态，宣布抢答器开始工作。
定时器倒计时。
选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：
优先判断、组号锁存、组号显示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时显示剩余时间。
如果再次抢答必须由主持人在再次操作“清除”和“开始”状态开关。
图1
五单元电路的设计
1.输入控制电路
此电路要求能够区分抢答者是否违规：
若输入的抢答信号是在“开始”命令下达之前发出，则抢答者犯规，输入控制电路应发出“抢答无效”的信号，并配合抢先信号锁定电路使指示灯发出相应的变化；若抢答信号是在“开始”命令下达之后发出的，则抢答有效。
经分析，我认为可以通过控制电源开关来实现，判断抢答信号是否有效。
这些可以用抢先信号锁定电路配合基本门电路和发光二极管实现。
2.抢答电路
参考电路如图2所示，该电路由74LS148优先编码器、74LS75D触发器、74LS48译码器和数码管组成。
该电路完成两个功能：
（1）分辨出参赛选手按键的先后，锁存并显示优先抢答者的组号；
（2）使其他选手案件操作无效。
工作过程：
，74LS148始终处于工作状态。
74LS48也始终处于工作状态。
开关S置于“清除”端时，将74LS148的I1～I4开关全部置于未抢答状态，此时I0～I7均处于高电平状态。
当开关S置于“开始”端时，抢答器处于等待工作状态，当有选手按下键时，（例如按下I4），74LS148的输出经74LS75D触发器锁存后，ABC=100，经译码器显示为“4”。
此外，I1～I4中必有一个为0，将此信号经过与门输入到74LS75的E0/1,E2/3端，使触发器处于禁止状态，保证了抢答者的优先性。
图2
74LS148的功能真值表：
输入
输出
ST
IO
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
Y2
Y1
Y0
YEX
YS
1
X
X
X
X
X
X
X
X
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
X
X
X
X
X
X
X
0
0
0
0
0
1
0
X
X
X
X
X
X
0
1
0
0
1
0
1
0
X
X
X
X
X
0
1
1
0
1
0
0
1
0
X
X
X
X
0
1
1
1
0
1
1
0
1
0
X
X
X
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
X
X
0
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
X
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
74LS75的功能真值表：
输入
输出
E0/1
E2/3
Q
1
1
1
0
1
0
X
0
Q0
3.定时电路
参考电路如图3所示，该电路由74LS161、74LS48、74LS04、74LS20实现。
把161做成模十的计数器，开始时置数端为0110,161的输出端各接一个非门，就很容易的做成了模为十的倒计时器。
再经过48的译码，数码管就可显示为9，当从0110一直循环到1111时，就完成一次循环。
将1111信号过一个与非门接到161的
端，即可完成计时结束后的保持为0的功能。
。
将1111信号过一个与非门与抢答电路的反馈信号通过一个与门连接到E0/1,E2/3端，即可完成计时结束后禁止抢答的功能。
开关直接连接到
端，而
端直接接与E0/1,E2/3端相同的信号，即可完成正常抢答后显示时间的功能。
74LS161的功能真值表：
计数器输入
译码器输入
数码管显示
0110
1001
9
0111
1000
8
1000
0111
7
1001
0110
6
1010
0101
5
1011
0100
4
1100
0011
3
1101
0010
2
1110
0001
1
1111
0000
0
图3
4.脉冲电路
参考电路如图4所示，脉冲电路主要是由555实现。
其作用是为定是电路提供定时脉冲。
图4
Ë注：
在实际搭电路时，两个电容位置应该与图4相同，因为需要的是秒脉冲，实际只需要等待一秒即可改变。
而在仿真时的扫描频率设置的很快，而在没改变扫软件的描频率的前提下，将两电容的位置对调，即可产生如图6所示脉冲，这样可便于仿真时的观察。
图5
产生脉冲的波形为：
图6
5.译码显示电路
译码电路将“有效”或“无效”抢答时间的抢答者的号码用数码管显示出来。
若正常抢答，定是电路显示抢答时间，抢答电路显示抢答者的号码。
若违规抢答，定是电路灭0，抢答电路显示违规者的号码。
若超时，定是电路显示为0，抢答电路灭0。
译码电路用7段显示译码器74LS48和数码管实现。
6.指示灯的显示抢答情况
通过一个绿灯的表示抢答信号的“有效”和“无效”，通过红灯显示倒计时电路的计时停止与否。
六.总系统电路图（手画设计图附在报告后面）
总体电路图如图6所示：
图7
七.心得体会及分析
对于这次设计的四路抢答器，在做之前认为很难，但是当自己所设计出来后，才发现没有想象中的那么复杂。
其实就是将课本上基础的和重点的知识运用到了实际中。
只要掌握好课本中的基本知识，了解到实验所用器件的功能及作用，就能很好的完成这次课程设计。
在对所需知识掌握的前提下，还要有一定的实践能力。
例如：
（1）对于课本上的各个器件的管脚的作用很熟悉，但是对实际的器件的管脚没法与之对应，很容易对所搭建的电路造成影响。
是与仿真或理论上的到的结果不相符。
（2）在设计定是电路时，首先我没有用输出端Q去控制反馈，而是用了CO端，导致了置数没法置入，使我了解到要完全将理论勇于实践的困难。
（2）在连接前要规划好芯片的安装位置，否则很容易在连线的过程中出现困难。
我的电路就是由于有一部分器件的位置离得太近，造成没法连线，以致多用器件。
（3）在连接接电源是时，最好再次检查一下电路，我在二次检查时，就发现好几条线的连接是错误的。
如果线路连接错误，就会造成实验结果错误或者没显示，甚至烧坏器件。
再通过这两周的设计实习，使我懂得了怎样将课本上的知识运用到实际中。
是我在巩固了课本上知识之外还提高了自己分析问题及解决问题的能力。
在不懂时，通过与同学的的交流，使我在设计过程中的效率提高了，防止了走入一些误区所耗费的时间。
使我了解到合作的重要性。
总之，这次的实习使我受益匪浅。
在独自摸索时间的过程中，加强了我理论联系实际的能力。
增强了我的自信心。
使我了解到，在面对一些问题时，不能听别人说困难就知难而退，要做相信自己有将掌握的知识运用到实际中的能力。
附录（参考文献）：
《数字电路逻辑设计》王毓银主编高等教育出版社
《数字课程逻辑设计》师亚莉戢小量编西安邮电学院出版
《数字电路与EDA实践教程》唐小华主编科学出版社
西安邮电学院电子工程学院数字电路课程设计过程考核表
学生姓名
边妮妮
班级/学号
科技0803/05082100
承担任务实验室（单位）
电路与电子技术基础教学部
所在部门
电子工程学院
实施时间
2010年12月6日—2010年12月17日
具体内容
第一周
星期一上午：
集中讲解设计的目的及要求；介绍系统设计的一般方法和步骤；介绍部分逻辑器件及其应用；布置课程设计题目；分析设计中可能出现的问题。
星期一下午~星期二:
学生选题，查阅资料，设计电路；教师准备器材、工具等，同时为学生检查电路设计、辅导答疑。
星期三：
学生完成原理图设计及连接图设计。
教师审阅，开始发放元器件及工具。
星期四~星期五：
学生进行电路安装、调试；教师继续答疑并补发元器件。
第二周
星期一~星期二：
学生继续安装调试，调试成功的学生可选作第二课题。
星期三：
开始验收。
要求：
1）功能正确；2）电路稳定；3）能自述调试中遇到的问题及解决方法。
星期四~星期五上午：
继续验收。
验收通过的学生整理、上交工具，写出设计报告。
星期五下午：
召开课程设计总结交流会，总结交流学生在课程设计中具有特色的设计思想和先进的调试方法。
指导教师（师傅）姓名
吴进
职务或职称
副教授
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
西安邮电学院电子工程学院数字电路课程设计成绩鉴定表
学生姓名
边妮妮
班级/学号
科技0803/05082100
进行时间
2010年12月6日—2010年12月17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）
学习纪律（4分）
报告鉴定
（60分）
报告内容与实践过程紧密结合（15分）
报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）
报告质量（主题、结构、观点、逻辑、资料、字数30分）
评阅教师姓名
吴进
职称
副教授
成绩
评语
评阅教师签字
年月日
升级会员 