西安邮电学院 数电课程设计26Word格式.docx

1、（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，红灯亮抢答结束，定时显示器上显示0。 附加功能：（1） 在定时时间已到，无人抢答时，可实现超时抢答，红灯亮表示超时，绿灯亮表示有选手抢答，显示器上显示选手的编号和抢答的时间。并实现对选手编

2、号的锁存。 （2） 计时模块采用倒计时实现。 三 实验仪器设备：设备名称数量（个）74LS75174LS161274LS48374LS0474LS0055574LS08面包板74LS20电阻6数码管发光二极管红色1个，绿色2个电容4.7uf /0.01uf各一导线若干钳子万用表四 设计原理：1） 输入控制电路 此部分要求能够区分输入的抢答信号是否有效。若抢答信号是在“抢答开始”命令下达之后发出，该抢答信号有效，输入控制电路应发出“抢答有效”信号，并配合抢答锁定电路使数码管显示抢答者的组号。2） 抢答锁定电路 抢答锁定电路要求能够确定第一个输入的抢答信号，并保持该信号不变，同时使后输入的信号无效

3、。3） 抢答灯光指示电路 灯光只是电路用来表示抢答信号是否有效，其中红灯亮灭表示该行为属于违规行为与否，绿灯亮灭表示有选手抢答与否。这两路灯随机组合实现电路中的所有功能。抢答者若在规定时间内抢答，绿灯亮则表示“有效”；否则，表示“无效” 。超时或超前抢答时红灯亮，否则一直保持灭的状态。4） 控制电路 定时 定时控制电路要求在“抢答开始”命令下达后才能开始计时，经过规定的时间，发出抢答时间到的信号，即红灯亮，并实现停止计时。此时数码管显示“0”字符，表示无人抢答。5） 编码电路和显示电路编码电路是最先抢答者的信号进行编码，然后在显示电路里显示这个抢答者的组编号。五 总体电路基本设计思路：六 单元

4、电路的设计：（1） 脉冲电路： 脉冲电路由555提供，电路图如下： （2） 抢答锁存电路: 在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由75来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态，拒绝之后接收到的任何输入信号，如此即可实现锁存。 74LS75真值表：1C2C3C4CQXQn 当有一组队员按下开关后，Q1,Q2,Q3,Q4中有一个信号为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0，送到75的1C2C,3C4C端口，保持状态不变，实现锁存功能。译码电路：当某个队员正常抢答上以后，要显示他的编码号，必须把该信号转换为二进制代码。其关系为：Q1Q2

5、Q3Q4ABCD由上真值表知： ； C=Q4； D=0；综上可得到抢答锁存电路的电路图（3） 计时电路：此电路用来实现模40的倒计数器，用两片74LS161级联来实现，高位片实现模四的计数，低位片实现模十的计数功能。用同步置数法来实现，由于要求倒数计数，可以取低位片的0011至1111十个状态，取高位片1011至1111四个状态。然后取反而得到。当倒数到00后，还要有锁存的功能，锁住电路。高位片从1011到1111，取反后便可得到0100到0000；低位片从0110到1111，取反后得到1001到0000。其状态转移图如下：高位片:低位片：在低位片每一次循环后，不但要给其自身置数，还要控制高位

6、片记数一次，对于低位片，我们通过给其CO端取非送入到置入端；对于高位片因为其受两个芯片控制，故将两个CO端与非后送入高位片的置入端。然后要让记数器保持，这个可以用高低位片的ENP（两个ENT都接到高电位）来控制。由分析知，当抢答开始后，只有“时间到”和“正常抢答”时计时模块才会停止计时，故我们将主持人开关与74LS20的锁存端输出经过与非后送入到低位片的ENP端口；高位片的ENP端口则由低位片的CO输出值控制，如此可实现对应的计数与停止计时。电路图如下所示：（4） 违规报警电路: 由前面的分析知，有选手抢答时绿灯（G）才会亮，超时或超前抢答时红灯（R）亮，否则一直保持灭的状态。这个可以用选手信

7、号（S）和主持人信号（H）表示，关系如下（不含超时情况，超时时G和R值都为1）：HSGR 由上真值表知：; 则，违规报警电路图如下图所示： GREEN Y RED H （5） 计数器的译码显示电路： 三片74LS48的译码电路相同，连接图如下：七、调试过程中的问题总的来说，这次实习还是很顺利的，但也遇到了几个问题：1. 在我刚布完电路全部模块的线路，打算测试时发现，发现倒计时部分不置数，不计数，此时真是“老虎吃天，无处下爪”，没法，又把计数与锁存两部分拆开，重新检测，那时我才体会到分模块的真正意义，各个击破。之后不久各个模块都正常了。2，选手抢答后，只有1，4选手能够正常操作，2，3选手不能进

8、行锁存。经过万用表的测量，原来在75片子的2，3的非上出现问题，无论2，3的值为多少，他们的非的值都是中为1，但是将75片子单独测试时，却又能正常工作。后来通过万用表测量电压，发现在每次2，3两个端口发生变化时，其非的端口也会随着有变化，只是由于正常时高电位抬高，在变化时tw受电位变化毛刺影响，有了变化，但是不大，这样导致变后依然有接近1V的高电压，故那两个端口得知始终处于高位状态。八、总体电路图:（附后）说明：软件中没有提供161，故用163代替。九、分析总结转眼间两周的课程设计就结束了，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。回想起这两周来我感受颇深。刚开始设

9、计电路时觉得一点头绪也没有，只是觉得很难。不过在老师的指导下，我通过查资料，请教同学，在第四天完成了电路的设计，并进行了仿真。紧接着就是连接电路，这也不是一件容易的事，我连的电路问题很多，有的是因为线接触不好，有的是因为芯片坏了，真是一言难尽，不过还好最终问题都被解决了。看着自己努力连接成功的电路，觉得好高兴。不过也正是这次实验让我明白了理论与实践之间的差异。我设计的电路在电路仿真中完全正确，可是当我接好电路后，它却和我预期的相差很多。这也使得我的动手能力得到了提高。在设计电路时，设计的电路应尽可能的简单。然后用万用表检查面包板及各芯片是否正常，不正常就赶快换。接电路的时候，按模块接，先逐块连

10、好，同时逐块检查是否正常，一块连好后再连下一块。连线时布局是很重要的，芯片的位置也很有讲究，连线时应尽量把所有芯片的位置分开，便于布线。不然的话，芯片之间的距离太窄，容易造成别的线无法过去。连线时应尽量让所有的线都贴着面包板，不要让线交叉，这样当发现线路有问题时就比较好改。这次课程设计对于我来说收获很大。我是一个只注重理论不注重实践的人。通过本次实验，我认识到了实践的重要，也提高了我的实际动手能力。我们要学会把理论联系实际，而这次课程设计就是一个很好的机会，不仅能提高我们的理论知识，而且也培养了我们的实际动手能力。尽管在中间遇到很多问题，我的设计最后在老师的检查下发现了自己存在的问题，是因为自

11、己想的太简单，没有认真思考。但是经过老师的指导和同学的帮助，使得这次实验能顺利完成，而且在讨论中我们也学到了很多知识，而且也对也前的知识做了一个很好的回顾。在这次实验中，我体会到在进行一个综合性的硬件设计时，要全面考虑问题，比如想用其他信号来控制一个信号，就要考虑到和这个信号直接或间接关系的信号，必须是最重要相关的信号，然后用真值表来解决他们的关系，通过门电路来实现。下来就是在实际动手连接电路时的问题，由于种种客观方面的原因，导致理想和现实相差太远，输入电路不可以悬空，悬空并不是高电平，芯片上有接电源和接地的悬空是高电平，但这个高电平并不是，有时候它不是怎么高，这样地话，就会对后面地时序电路产

12、生影响。在通过这两个礼拜地设计实习，让我真正理解了书本上知识，也让我知道我们课本上的知识在实际中怎么应用，理论联系实践，相互关系。通过此次设计，我对理论知识的学习有了很大的兴趣，现在我可以主动的去学习，我明白自己该学习那个方面，重点是什么？我也掌握的了在理论中遇到问题，应该怎样去解决，在实际中遇到迷团应该怎样去检查调试。总体来说，这次实习我受益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。西安邮电学院通信系电子设计过程考核表班级/学号通工0502/030510承担任务实验室

13、（单位）3#实验楼536所在部门电信系实施时间2007年 12月 10日 2007年 12月 21日具体内容第一周周一 老师讲解实习内容、要求及基本原理周二、三 验证性实验正计数器周四、五 设计性实验抢答器第二周周一 、二 设计性实验抢答器周三 、四 写实验报告周五 交实验报告指导教师（师傅）姓名 薛延侠职务或职称 讲师指导教师（师傅）对学生的评价学习态度 认真 一般 不认真学习纪律 全勤 偶尔缺勤 经常缺勤实践能力 很强 一般 较差指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见指导教师（师傅）签字 年 月 日 西安邮电学院通信系电子设计成绩鉴定表任磊刚通工0502/03051083进行时间2007年 12月 10日 2007年 12月 21日成绩鉴定学习内容（20分）与教学任务计划结合程度（10分）与专业培养结合程度（6分）其它（4分）接受单位评价（20分）实践能力（10分）学习态度（6分）学