14数字抢答器设计.docx
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14数字抢答器设计
西安邮电学院
数字电路课程设计报告书
——数字抢答器
课程实践报告
一课程设计题目：
四路数字式抢答器
二任务和要求：
（1）要求控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号是在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢答者的序号，相应的红灯不亮。
（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，定时显示器上显示0。
实验器材：
元件名称
元件描述
元件数量
74LS00
四2输入与非门
2
74LS20
二4输入与非门
1
74LS48
编码器
2
74LS75
锁存器
1
74LS161
计数器
1
七段显示译码器
与74LS48配合
2
74LS04
反向器
2
555
秒脉冲
1
74LS08
四2输入与门
1
三．元电路的设计
1．锁存器电路部分
该部分主要是由74LS75实现的，此元件是低端有效。
当四个选手抢答时，输入的信号为“0”，用74LS20将这四个选手的输入信号与非再接一非门，结果接入75的使能端（E1-2和E3-4），这样就通过“0”，把75锁定，完成锁定，当选手们按下抢答键时，抢答有效时数码管显示选手号，表明该选手抢答，电路也锁存成功。
以锁存器为中心的编码显示电路。
此电路是以四D触发器74LS75为中心的编码锁存系统，编码器的作用是把锁存器的输出先经过74148优先编码在把它的输出转化成8421BCD码，进而送给7段显示译码器
抢答者代号
74148优先编码器的输入
7448译码器的输入
Q1
Q2
Q3
Q4
IN0非
IN1非
IN02非
IN3非
IN4非
IN5非
IN6非
IN7非
D
C
B
A
1
0
0
0
x
x
x
x
x
x
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
x
x
x
x
x
0
1
1
0
0
1
0
0
0
1
0
x
x
x
x
0
1
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
x
x
x
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
x
x
x
x
x
x
x
0
0
0
0
0
将Q0接I6，Q1接I5，Q2接I4，Q3接I3，I0,I1,I2,I7接1，当D1=0时，对应优先编码输出为001，然后通过译码显示选手号1，并锁定，同理，当D2=0时，对应优先编码输出为010，当D3=0时，对应优先编码输出为011，当D4=0时，对应优先编码输出为100
电路图：
仿真波形如下：
2.计数器电路
该部分主要由1个74LS161,1个74LS04,1个74LS48组成，161置数端D4D3D2D1=0110,在161的输出端再用非门把正计时转化成倒计时，实现10秒倒计时，主持人S直接接LOAD，S=0时，实现置数
接到由74LS48和数码管连而成的显示部分。
当锁存器锁存后，并将锁存使能端接ENT,计数器也停止计时。
若计数器倒计时到0时仍然没有人抢答，则由主持人清零以后再继续抢答，如果有人抢答则报警电路工作，主持人清零以后再继续抢答。
当倒计时到零时，Co取非接ENP实现倒计时停止。
并将Co
接报警灯2，直到主持人清零后再开始倒计时
违规抢答时，不倒计时
CP脉冲由555振荡产生。
Clear接高
电路图：
仿真波形如下：
3脉冲电路
它是由555电路组成。
3端口为计时电路提供CP脉冲，
电路图：
4、主持人控制模块，S一接LOAD控制计时清零，二取非后和D1D2D3D4接4与非门的结果相与接违规抢答报警灯1当S=0时，置数，此时有选手抢答，报警灯1亮，并显示选手号，正常抢答之显示选手号
5、显示电路：
当有选手抢答时显示选手号，倒计时间停止并显示，抢答无效则不显示,通过将74LS148的Yex取非接到74LS48的4管脚BI/RBO端，当选手没有按下抢答键或抢答无效时数码管不显示
四．整体的模块布局如下所示：
整体电路图如下所示：
五．电路组装、调试过程中发生的问题及解决的方法
（一）、搭建电路时，我的思路是一个分模块搭建
1、先搭建555电路，用于产生CP脉冲，接LED再串联一电阻，通过观察LED灯是否产生CP脉冲，若LED闪烁，则电路正确
2、然后是计数并显示电路，检查是否正常计数
3、再接选手锁存，编码，译码电路，观察选手抢答是否能正常显示并且是否能锁存
4、最后是控制电路，当选手抢答有效后要锁存，违规要报警，
主持人开始时要倒计时，选手抢答后时间要停止，时间到了无人抢答要亮灯，主持人开关可以控制重新开始
（二）、调试电路
在调试时，开始时我的设计思路是Co取非接ENT，D1D2D3D4与非再非接ENP,时间到了，始终不能停止计时，用万用表测ENT为1.2v~1.5v左右，理论上为低电平，而时间并未停止，于是便想是否是161芯片坏了，换了换了好几个芯片，结果只是保持为零的时间的不同，时间并不能停下来，后又想是否是04无法将电平压低而是取非后导致ENT输入处于亚稳态而不稳定，就将04芯片单独拿出来，输入接高，用万用表测取非后的值，发现结果都是0,5+/-0.3v,如此便想可能是电路太密，重拆后只搭计时电路时间仍无法停止，于是改了方案，将Co取非接ENP，D1D2D3D4与非再非接ENT,然后时间可以停止了，所以我只能得出ENT门限电压与ENP相比较小的结论
六．分析总结和心得体会。
从此次实验，在实验之前应该好好检查电路板和芯片是否有损坏的地方，避免实验出现错误时不易排错，搭建电路时要一个一个模块的来，便于检查，在搭建电路时，先画，好原理图，可以通过仿真看效果，搭建电路合理布局，尽量避免可能发生干扰的情况，时电路不稳定,对于未用过的芯片可以查找资料，通过分析了解其功能，以及各管腿的接法，先单独接测试芯片功能，在通过搭建简单电路看是否能实现所涉及的功能，此次实验，通过分析与测试，我学会了很多书本上没有的东西，同时在老师悉心指导下，经过本次课程设计使我进一步巩固课本上的知识并且提高了自己的分析问题和解决问题的能力，还建立了自信，让自己的动手实践能力也得到了提高，为以后的学习和工作打下了良好的基础。
西安邮电学院数字电路课程设计成绩鉴定表
学生姓名
班级/学号
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
2011年12月19日——2011年12月30日
具体内容
第一周
讲授数字电路的设计方法及需要注意的问题；选定题目，并设计电路，完成电路设计；电路仿真；领取元器件，开始组装电路；
第二周
组装电路;老师验收电路;写实验报告；实验总结；
成绩鉴定
学习内容
（40分）
基本功能完成情况（25分）
扩展功能完成情况（10分）
其它（5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
（40分）
报告内容与实践过程紧密结合（20分）
报告质量（主题、结构、观点、逻辑、资料、字数20分）
评阅教师姓名
张春茗
职称
讲师
成绩
评语
评阅教师签字
年月日
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