电子技术课程设计之三人抢答器.docx

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电子技术课程设计之三人抢答器

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

摘要2

一、设计目的３

二、设计任务与要求ﻩ３

三、设计电路原理３

１、抢答输入原理

２、抢答锁存原理

3、抢答判断原理

4、抢答显示原理

四、实验电路ﻩ４

1、电路框图

2、电路连线图

五、单元电路分析5

１、抢答输入电路

２、抢答锁存电路

3、抢答显示电路

六、实物照相9

七、设计总结参考文献ﻩ1０

参考文献1１

　　　　摘要

　当代社会，有各式各样的知识竞赛,抢答器也成为了一种很常见的装置。

在知识比赛中，特别是做抢答题目的时候,在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题,必须要设计一个系统来完成这个任务。

因为在抢答过程中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。

对设计要求认真分析后,又考虑到自己动手焊板子的能力不是很强，就选择了三人智能抢答器的精简装置来进行设计，即仅通过LＥＤ显示灯来判别是哪一个参赛者抢答成功。

本次设计将主体电路分为了抢答按钮、抢答锁存、抢答显示三个部分。

抢答输入部分由三个抢答按钮和一个清零复位按钮组成;抢答锁存电路由与非门和JK触发器组成;抢答显示电路由三个发光二级管组成。

该设计仅用四块数字芯片便实现了数显抢答的功能,与其他抢答器电路相比，有结构简单、成本低、制作方便、实用可靠、成本极低的优点。

本文详细　介绍了抢答器的设计方案和功能，并对电路原理进行了一定的分析。

另外通过仿真和调试过程,让自己对所学知识得到进一步的理解,　同时阐释了该设计存在的一些不足之处。

关键词：

抢答锁存LEＤ芯片

课程设计的题目:

三人数字抢答器

一、设计目的

1.学习数字电路中基本逻辑门,ＪK触发器，译码显示等单元的综合应用;

2、学习抢答器的调试方法。

二、设计任务与要求

1、抢答器同时供3名选手或3个代表队比赛，分别用4个按钮PB_DPST，其中包括三个抢答和一个系统清除和抢答控制开关Ｊ４,该开关由主持人控制。

2.抢答器具有锁存与显示功能。

即当选手按动按钮时，锁存相应的编号,并在LED显示灯上显示,同时同时其他选手的抢答。

选按钮被锁住,按动无效。

抢答实行优先锁存，优先抢答的选手，编号一直保持到主持人将系统清除为止。

三、设计电路原理

1、逻辑判断电路:

由与非门和JK触发器构成,属于低电压直接触发的触发器,有直接置位、复位的功能。

２、系统复位原理：

当按钮J４动作,三个JK触发器的置一端（1ＰＲ）得到一个低电平，JK触发器置1，所有的发光二级管关断，系统复位。

3、抢答判断原理:

当J1、J２　、J3、为三个抢答器的按钮,任意一个动作时,相对应的四输入与非门有高低电平的跳变过程，对应的JＫ触发器得到一个触发脉冲,因J=Ｋ=1,则JK触发器的状态翻转，由１变成0,对应的发光二级管点亮；同时,对应jk触发器的输出反馈到另外的两个与非门的输入端，封锁其状态,则其余两个按钮动作无效。

4、显示原理：

当JK触发器输出为0时,使ＬＥD指示灯导通点亮。

四、实验电路

1、基本结构电路框图，如图1所示：

经过对设计任务与要求的分析,抢答器由抢答输入、逻辑判断、发光二级管提示、显示编码、译码显示电路等五部分构成。

总逻辑电路图,如图2所示:

五、单元电路分析

1、

抢答输入电路

由四个按钮组成,J１、J2、J3为三路抢答按钮，

J4为清零复位按钮。

所有开关均为如图所示的

按钮开关，无保持功能！

2、抢答锁存电路

抢答锁存电路由四输入与非门74LＳ２0

和双JＫ触发器７４ＬＳ１１２组成。

、其中７4LS20的引脚及内部逻辑功

能如图３所示:

74LS20逻辑功能仿真如下：

②、下面研究74LS１12的逻辑功能:

其内部结构图（图５.5）和引脚图（图5．6）如下图所示：

为了弄清楚7４LS112在整体电路中的逻辑功能,我进行了7４LS１12的逻辑功能仿真，其中接入了ＭULTISIM的逻辑分析仪进行了逻辑功能的波形仿真,整体电路如下图6所示,当JK取不同的高低电平时，仿真波形如图５．8到5.11所示：

ﻩ

当JK取不同的触发电平时，仿真如图所示：

当J1、Ｊ2、J３、为三个抢答器的按钮,任意一个动作时,相对应的四输入与非门有高低电平的跳变过程,对应的ＪK触发器得到一个触发脉冲,因Ｊ＝K=1，则JK触发器的状态翻转,由1变成０,对应的发光二级管点亮;同时，对应JK触发器的输出反馈到另外的两个与非门的输入端,封锁其状态,则其余两个按钮动作无效。

于是就达到了抢答的目的。

3、

抢答显示电路。

3.抢答显示电路就是由我们所熟知的3个发光二极管

4.组成，利用二极管的单向导电性，当JＫ触发器输

5.出为０时，使LED指示灯导通点亮。

六、实物照相

图6.1

六、设计总结：

本次是第一次做课程设计，所以难免会在设计中出现许多问题,但通过本次的课程设计,使我对《数字电子技术基础》和《模拟电子技术基础》有了更深一层的认识。

在本次课程设计之前,我只对很少一部分的元件芯片熟识，但经过这次的设计实践之后,我对元件芯片的认识理解有了一个质的飞跃,并且通过设计,我学会了如何去根据实际需要去查找相关的资料,学会了焊接电路板,更熟悉使用MULTISＩM软件仿真和VISIＯ的使用，增进了同学之间的合作精神,这些都是平时生活学习中很难学到的。

说心里一句，看着自己亲手辛辛苦苦做出来的实物,真的特别有自豪感，而且我还明显感受到了自己的动手能力得到了加强。

在这次实验的刚开始阶段,由于电烙铁使用时旁边用风扇吹着自己和它.结果焊接效果很差很慢，之后发现此问题.感觉很是郁闷.第一次测试时竟然一个功能都没有实现，这着实令人伤心。

但我并不丧气,而是积极去寻找失败的原因。

经过我仔细分析观察后,终于发现了一个很弱智的错误,有几个焊点没连接到一起,然后我将它们接在一起。

再测试，还是有问题,不亮啊。

在检查发现有两根线没焊接，然后焊接在检查.奇迹出现了，我终于成功了,。

因为这是我努力的成果。

在今后的日子里，我一定会更加努力。

我坚信只要有付出,就一定会有收获。

　这次课程设计是对今年学过的数字电子技术基本知识的应用,通过这次课程设计,更深刻的了解了各种芯片的引脚、逻辑图以及功能表，能够用各种芯片以及触发器等组建逻辑电路。

通过这次课程设计,使我受益颇多。

既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。

在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径,独立解决问题。

同时,也培养了我认真严谨的工作作风。

此外,我也发现自己的知识面还是很窄,以后应该多看一些。

这次课程设计使我第一次焊了电路板,也发现了自己的动手能力是多么的弱,同时，也激发了我动手学习实践的兴趣。

在这个过程中,我发现动手实践对学习的帮助真的很大。

总之，我以后会多动手，多时间,通过这次课程设计,我收获很大。

七、主要参考书目：

　【1】童诗白、华成英，《模拟电子技术基础》

【２】康华光，《电子技术基础》模拟、数字部分；

【3】毕满清，《电子技术实验与课程设计》