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电子技术课程设计之三人抢答器.docx

1、电子技术课程设计之三人抢答器 班级:姓 名 : 学号 :指导老师:2、抢答锁存原理3、抢答判断原理4、抢答显示原理2、抢答锁存电路3、抢答显示电路 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

2、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

3、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

4、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

5、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:、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

6、5.11所示: 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

7、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

8、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

9、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

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