八路抢答器 设计报告.docx
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八路抢答器设计报告
课程设计报告报告
实验名称：
八路抢答器
专业班级：
电信1003班
学生姓名：
舒海
学号：
201046830511
指导教师：
吕宗旺
实验设计时间：
2012-2013学年第一学期
电子信息工程专业课程设计任务书
学生姓名
舒海
专业班级
电信1003
学号
201046830511
题目
八路数字抢答器
课题性质
A
课题来源
D
指导教师
吕宗旺
同组姓名
董成成
主要内容
利用数字电子基础课程中学习的锁存器、非门、与非门、BCD编码器、七段码以及七段码的驱动芯片设计一款8路数字抢答器。
任务要求
1．工作电源5V，用LED灯做电源指示灯；
2．一个按键做复位键，八个按键做抢答按键；
3．8个按键，先按下者，按键指示灯亮，七段码显示相应的数字；
4．实现硬件电路设计并调试成功；
5．焊接规范，美观；
6．认真写课程设计报告，并交纸质版报告。
注意：
限流电阻在点亮LED灯中的应用；
参考文献
1、阎石.数字电子技术基础（第四版），高等教育出版社
2、康华光.电子技术基础（第四版，数字部分）.高等教育出版社
3、高吉祥等.电子技术基础实验与课程设计（第三版）电子工业出版社
审查意见
指导教师签字：
吕宗旺
教研室主任签字：
2012年12月16日
说明：
本表由指导教师填写，由教研室主任审核后下达给选题学生，装订在设计（论文）首页
信息科学与工程学院课程设计成绩评价表
课程名称：
数字电路课程设计
设计题目：
八路数字抢答器
专业：
电子信息工程班级：
电信1003姓名：
舒海学号：
201046830511
分相
评审项目
分数
满分标准说明
1
理论设计与总结报告
方案
方案论证正确，整体构思合理，实用性强。
（10分）
详细设计
单元电路设计计算正确，电路工作原理清楚，元器件的选择正确合理，思路清晰；语言表达准确。
理论依据充分，设计完整。
（20分）
电路图
正确绘制出总的电路原理图或接线图，图纸正确，规范。
（10分）
规范性
课程设计报告的格式、绘图、图纸、实验数据、标准的运用等符合有关标准和规定。
准备工作充分。
（10分）
2
制作调试与作品验收
制作与调试过程
能按照电子电路制作工艺正确制作和调试电路，方法科学。
能以理论为指导，正确分析和处理调试过程中所出现的有关问题，善于动脑。
在规定的时间内作完报告。
（20分）
作品验收及答辩
作品制作成功,能正确完成所有功能，作品制作美观、漂亮。
能简明正确地回答所提问题，基本概念清楚，基本知识扎实。
（20分）
纪律性
能很好的遵守各项纪律，设计过程认真，服从安排。
（10分）
总分
综
合
意
见
指导教师：
2012年月日
一、实验名称：
八路数字抢答器
二、实验目的：
1.熟悉芯片引脚的识别方法，以及原理。
2.掌握与非门实现其他逻辑门电路的方法。
3.掌握电路板的焊接技术。
4.加深对模拟电路和数字电路课程的理解和认识。
三、实验要求：
主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用，在主持人宣布抢答开始后，可以进行抢答。
它的任务是从八名参与者中确定出最先的抢答者，立即将其编号锁存，并在LED数码管上显示选手的编号，同时用LED灯显示。
此外，封锁输入电路，禁止其他选手抢答，优先抢答选选手的编号一直保存到主持人将系统清零为止（即复位操作）。
为此我们小组决定就这次机会设计一个低成本但又能满足需要的八路智力竞赛抢答器，并通过安装与调试。
四、使用元件：
元件
数量
74HC373
1
74HC147
1
74LS04
1
74HC30P
1
CD4511
1
LED灯
9
七段式显示器
1
10K电阻470欧姆
各8个
开关
9
以及排线、焊锡若干。
五、工作原理：
接通电源后，主持人先进行复位，此时七段显示器显示“0”此时抢答器处于显示状态。
当主持人宣布“开始抢答”此时抢答器开始工作。
当参加智力竞赛的选手摁下手中的抢答器时LED数码管会点亮提示同时，七段显示器显示该小组的编号。
只有最先抢答者的编号才能被锁存，并在LED数码管上显示选手的编号。
由以上两个条件可以想到：
用D触发器来实现，D触发器是一个输出跟输入一样的触发器。
将主持人的开关和D触发器的清零端相连。
D触发器是一个在CP脉冲上升沿时反转的触发器。
所以只要有一个抢答器输出为1时，就让所有抢答器的脉冲没有上升沿，这样就轻而易举的让其他小组的抢答无效了。
LED数码管的提示延续到主持人清零为止，不能在变。
当一轮抢答结束后，主持人将其清零，准备下一轮抢答。
其中的工作细节其实就是BCD码的编码和译码，并显示于七段显示器上。
下面以第一位抢答者输入有效为例解释整个电路工作原理：
在没有输入之前，74HC373的OE为低电平，LE为高电平，其八个输入均为高电平，当第一位抢答者抢答有效时，此时，74HC373的第一位输入变为低电平，整个输入锁存为：
LHHHHHHHH，输入到74HC147的输入，根据74HC147的编码原则，其输出为HHHL，再经过反相器74LS04，其输出变为LLLH，对应的BCD码就是“1”，通过CD4511驱动七段显示器，将其显示在七段显示器上。
附件1：
74HC373的功能表如下所示
D
LE
OE
Q
H
H
L
H
L
H
L
L
×
L
L
×
×
H
Z
附件2：
74HC147编码原理真值表：
6、组成框图：
7、调试过程：
开始时，七段式显示器显示不正常，数字显示从2-9，然后根据七段式显示器的引脚原理，判断高低电平，然后继续反向向上推理，当调试到74HC147时发现功能脚9即引脚10,显示异常，在正常显示时，9引脚必须接高电平，经过查看，发现9引脚没接入高电平，空着忘记接入。
最终，将9引脚接到+5V高电平后，八路抢答器显示正常，并能顺利工作。
8、心得体会：
数字电路设计开始设计时一头雾水，虽然把各个元件都在网上查了，并且下载，自己把各个元件的功能图又重新在我的笔记上画了一遍，随后我就开始想，但是什么也想不出来，一头雾水。
后来自己又到网上浏览一些抢答器电路的设计，网上好多抢答器的设计报告，但是和自己用的元件都不一样，后来发现原理都一样。
于是，我找到一篇课程报告，仔细分析他的原理过程，后来终于明白了，并用自己仅有的元件开始重新设计我的电路。
首先我是在multisim上面开始设计电路，调出元件，一个个接入，连接电路才是个需要很多知识的，必须弄清楚各个元件的分类以及引脚，对应到自己使用的元件上。
举个例子，multisim上面有好多七段显示器，如果自己不查清楚，不知道自己用对应到他上面是什么类型的，所以经过大概2天时间，我把电路设计好了，开始调试过程，开始时调试并不成功，但是又没发现什么错误，后来急于还有考试，所以就开始了焊接，因为我知道电路原理是这样的，不会有错。
后来焊好以后，开始请教别人，寻找自己的错误，经过几天不懈的努力，终于将八路抢答器设计成功。
总之，每次尝试都会有很多启迪，只要是自己动手，不在于多少，只在于用心
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