数字电路3人抢答器实验报告.docx

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数字电路3人抢答器实验报告

《数字电路与逻辑课程设计》报告

（本科）

题目三人抢答器设计

专业网络工程

班级1305022学号11

姓名牟黎明评定成绩

指导教师李小平、易兴兵

完成时间2015年6月1日----2015年6月5日

电子工程学院

二零一五年五月

一、实习目的：

1.数字电子技术知识的综合应用.包含：

（1）门电路的应用

（2）编码器的应用

（3）JK触发器的应用

（4）显示译码器的应用

（5）七段数码显示器的应用

2.学习电路安装图的绘制方法。

3.学习电路的调试方法。

二、实习设备及实验器件清单：

实验器件：

1.双下降沿JK型触发器74LS1122个

2.三3输入与非门74LS102个

3.四2输入与非门74LS002个

4.4线-七段译码器/驱动器74LS481个

5.LED共阴极显示器AR5471个

6.触发开关5个

7.10K电阻5个

8.1K电阻3个

9.铜导线若干

10.锡焊丝若干

实验工具：

1.电烙铁每组一个

2.剪刀每组一把

3.镊子每组一把

4.学生电源每两组一个

5.图纸每组一张

三、实习内容

1.原理方框图

2.电路原理图

3.抢答流程图

四、阐述电路工作原理。

当主持人按动复位开关SW对前一次的记录进行清除.座位显示器显示“0”.进入抢答准备阶段.但此时选手无法抢答（抢答无效.信号被封锁）。

当主持人按动开关SW1时.进入抢答时段.锁存电路输出高电平作用于触发器1、2、3的JK端。

抢答信号（K1、K2、K3）以负脉冲形式作用于JK触发器时钟端.最早抢入的输入信号使该电路触发器最先翻转.输出的抢答信号一路经门F4、F5以下降沿作用于锁存电路（JK触发器.工作于置“0”状态）时钟端.输出低电平使三路JK触发器的工作状态由“翻转”变为“保持”.后续的抢答信号不能使其他触发器产生翻转。

这样就封锁了后到的信号。

输出的抢答信号同时以低电平驱动座位提示灯。

三路JK触发器输出的组合信号经门电路F1、F2、F3、F6、F7、组成的识别电路.驱动座位显示电路.以数字显示的方式显示抢答成功选手座位号。

五、三人抢答器安装图绘图纸的设计。

六、安装及调试过程（在专周期间遇到了什么问题.又是如何解决的）。

答：

在周开始安装之前我们都先进行了焊接的练习.一开始手有点抖.但练习了几次之后就比较顺畅了.觉得焊电焊很简单的.所以就没有再加练习就直接等老师发器件后直接开始安装了。

暗转步骤从器件（除开导线外）开始.先安装小器件.再暗转大的.在焊接器件的过程中也比较顺利.只是当时板子有点弯.所以中间的器件背面无法顶紧.焊接后发现突出.于是又用电烙铁把角熔了.下面放了一个小的方块.把器件下方顶在方块上从新焊接.再一次焊接后焊接的很紧。

器件焊接完后.我们开始布置跳线.把所有跳线布置好后开始布置暗线.由于布置跳线时没注意暗线.所以没有考虑到预留跳线的两端当做暗线用.所以只有少数贴别短的暗线用到了跳线预留的两端外.其余的全是从新剪线.所以我觉得这点我们做得不好.也或许是没有经验的原因吧.以后再遇到时一定会预留出来。

暗线特别多.并且有的暗线距离很短很短.所以操作很困难.只有用镊子夹着线。

有的距离很小时.我们就直接采用了用锡焊直接连接.这才发现这个操作太困难了.不知道咋的.我们先在一个点上熔较多的锡焊.准备再用烙铁铺开.可就是铺不开.形成一个水球.我们再在另一个点了熔一点.准备让他浸过去.但还是很困难.他们各自形成一个水球.弄了很久.所以有的就把下面的铜圈给弄起来了.铜圈弄起来后锡焊就直接不沾了。

线连接完后.开始用万用表测试连通性.发现有路不通.开始对线.发现都是连接好了的.自己怎么都找不到.叫别人帮忙找了下.发现有两处芯片的脚哪儿与背面的的跳线的脚哪儿没有焊接.因为当时我们把线剪断后直接压下去.焊接时感觉哪儿是被焊接过.就没有发现.又用烙铁焊接好后就可以了。

调试时.等待老师检查并发器件.拿到器件后.按照安装步骤一步一步安装.可能运气好.或者我们安装过程中很细心的缘故吧.我们的器件安装上去后就直接可以用.没有任何问题。

但我们同桌的那组安装好后出现了问题.就是当按下抢答按钮2号键时.灯正常显示.但数字显示屏没有变化。

我就帮着一起给他们找问题.先检查线路.发现都没有问题.最后看是否有虚焊.也没发现.弄了很久.仍找不到原因.最后寻求老师.老师让我检查下74LS10的线路.最后才发现开关2接到74LS10的线路错位了.后把线路改过就好了。

七、专周的心得体会（包含题目的难易程度、专周收获.有什么意见及建议等）

整体描述：

作为班长.我站在班长的立场上来说句。

我觉得这个专周是我们班同学积极性最高的一次专周.为了完成作品.每天中午有的同学不吃饭.叫同学带饭过去.基本上都没有午休.吃完饭后就径直的去实验室了.这是我从没感受过我们班这样好的学习氛围。

所以我想.及时理论或技术上我们没有收获的话.至少我们收获了一点.对求知或者说完成工作那一份忘我的积极性。

自己的体会吧。

首先.毋庸置疑.学会了一项新技能.焊电焊。

当开始专周之前.我们老师说到时候自己设计原理图.那时我觉得对于我们计算机专业的学生来说.难度很大.但开始专周之后.原理图老师给我们了.我们的任务就是用原理图设计电路图。

开始看着时我对老师说这有什么难.1个小时搞定.但当自己晚上真正画得时候才知道有多难.设计到最后画到图纸上.用了5个多小时.而且还不知道对不对.因为最终安装图为老师给的。

我觉得叫我们自己画图.设计图.一方面锻炼了我们的耐心.也锻炼了我们的思维.我觉得这也是一次难得的锻炼自己的机会。

当然.在连接电路图当中.考察了我们对图纸和实际的结合.也更考验了我们的耐心.因为我们平时很少有机会动手把那些设计的图纸.经自己的理解.最终把他呈现在现实的实物中.也考验了我们的细心.因为焊接电线中.有的间距很小.如果一不小心.有可能就会和旁边的线连接在一起。

而且连线图中.切记不可为了快而走捷径.那样的画最终调式时很痛苦的.因为有很多是虚焊的话.很难找出来的。

当然.最后调试时遇到问题时也不要着急.不要因为着急就到处乱碰.此时应该静下心来.先慢慢分析.次问题出现的原因可能是那块局域的线没连接好.想好后再对局部的线路进行检查并修改。

收获：

整个专周.我从中学到了做事我们应该要有耐心.只有对一件事有了足够的耐心.我们才能静心沉着的去思考.遇到麻烦时心中才不会火急火燎；做事时应该具有细心.当然这个是建立在耐心的基础上.在做事的过程中我们应该万分的细心.只有做事时足够细心.完事后才不会有过多的问题.如本次专周中.有的同学开始时不认真.就耽搁了大量时间.到最后为了完成任务.很粗心.很快的就弄完了.可验收时错误一大堆.最终又花费了等同的时间才去把问题解决了；还学会了理论与实践结合的运用.如最开始自己设计电路图.接着又根据老师给的电路图把它呈现在电路板中.我觉得这是给我们一个很好的锻炼机会.可以说是自己动手完成了一个完整的项目。

当通电后.没有问题的那一瞬间.心中好有成就感。

意义：

加强了我们的动手能力.理论与实践相结合的锻炼。

整个过程中.自己去设计.操作.发现问题时自己想办法去解决问题.增加了我们对求知的积极性；同时以小组的方式进行.锻炼了我们与他们协同合作的能力。

总的说.教会了我们要耐心的去对待一件事.细心的去完成一件事.积极的去做事.学会工作的分工、配合。

建议：

我觉得分组是按学号分组不太好.因为学号都是先女生后在男生.所以就女生与女生.男生与男生一组。

但都知道.在实践动手操作中.平均女生的动手能力较低与男生的.所以最后女生的就很差.而且有的女生到最后也没能完成。

希望以后专周中.老师可以考虑下我的建议。

八、思考并回答问题。

1.写出JK触发器的特性方程。

答：

Qn+1=JQn+KQn

2.写出原理图中7个与非门输出端的逻辑表达式。

答：

F1=Q1+Q2+Q3

F2=Q1+Q2+Q3

F3=Q1+Q2+Q3

F4=Q1+Q2+Q3⊕

F5=Q1·Q2·Q3

F6=（Q1⊕Q2）·Q3

F7=（Q1⊕Q3）·Q2

3.JK触发器有几种功能.原理图中FF1、FF2、FF3转换成了什么功能的触发器？

转换后的触发器又具有哪些功能？

答：

JK触发器有翻转、保持、置0和置1功能。

FF1、FF2、FF3有翻转功能.转换后有保持功能。

4.简述编码信号BA端产生00、01、10、11四种编码的具体过程？

产生00：

在K1、K2、K3都没有按下时该路触发器相应的Q=0、Q=1.

则F3、F2、F1均输出1.所以F7、F6输出为0.即A=0、B=0.所以产生00

产生01：

在K1按下.但K2、K3未按下.则Q1=1、Q2=0、Q3=0、Q1=0、Q2=1、Q3=1.则F1、F2输出1,F3输出0.所以F7输出1,F6输出0.即A=1、B=0.所以产生01

产生10：

K2按下.K1、K3未按下.则Q2=1、Q1=0、Q3=0、Q2=0、Q1=1、Q3=1.则F3、F2输出1,F1输出0.所以F7输出0,F6输出1.即A=0、B=1.所以产生10

产生11：

K3按下.K1、K2未按下.则Q3=1、Q1=0、Q2=0、Q3=0、Q1=1、Q2=1.则F3、F1输出1,F2输出0.所以F7输出1,F6输出1.即A=1、B=1.所以产生11

5.抢答正式开始后.K1、K2、K3如果同时按下.请分析电路的工作过程。

（从编码的产生、译码情况、七段数码管的显示、发光二极管的显示、锁存电路的工作过程等方面阐述）

答：

如果同时按下则Q1、Q2、Q3均为1.所以二极管三个都亮。

F4输出1.F5输出0.给同路JK触发器一个低电平.让其下通过的三个JK触发器变为保持状态。

而F1、F2、F3输出均为1.F7、F6输出则均为0.所以A=0、B=0.输出为00.数码管显示0.

6.抢答正式开始后.如果三位选手一直都不抢答.怎么改进电路？

答：

设置一个数字计时器.事先设置好时间.时间到时后.电路自动全部封闭为所有选手都不能再次选择.并且在数字板中显示为0.

九、查阅的参考资料

《数字电路技术基础简明教程—第三版》余孟尝主编

《数字电路技术实验、课程设计指导》电子工业教研室

《数字电子技术实训》浙江大学出版

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十、设计好了电路板