1、八路抢答器数电设计论文电子课程设计8路抢答器学院 电子信息工程学院专业、班级 学校 太原科技大学姓名指导老师 2010年12月一、设计任务与要求3二、总体框图3三、选择器件3四、功能模块10五、总体设计电路图13六、心得体会16一、设计任务与要求1、设计一个八路抢答器。2、当8个按键中的任何一个按下的时候,有对应的信号指示,有对应的信号指示,并其他7个抢答按键不再有效。3、只有复位按键按下后才能使显示信号消失,并将抢答按键解锁,进入下一次抢答。4、能显示抢答者的编号,并进行声音提示。二、总体框图设计方案的电路由输入电路、优先编码电路、锁存电路、控制电路、译码显示电路以及音响提示电路组成。其框图
2、如下这种方案是选用优先优先编码器将抢答者选出,然后送入锁存器,锁存器输出经过译码显示,显示出抢答者的编号。控制电路将编码器编码器置于禁止状态,不准许其他竞赛者抢答。三、选择器件74LS148D一个74279N两个74LS00N一个74LS04N一个7段数码显示译码器一个 74LS148优先编码器功能表输入输出EI01234567A2A1A0GsEo1*11111011111111111100*0000010*01001010*011010010*0111011010*01111100010*011111101010*01111111100100111111111101从上图可以看出:1、输入信
3、号低电平有效,当多个输入有效时,对最大输入数字进行优先编码。2、输出信号为低电平有效的3位二进制编码。3、输入端EI=0时,编码器输出编码,否则编码器输出全为高电平。4、输出信号Gs=0表示编码器正常工作,而且有编码输出,这表明编码器正在输出编码信号。5、输出信号Eo=0表示编码器正常工作但是没有编码输出,Eo=1表示有编码输出,常用于编码器的级联。内部原理图如下: 74LS00N逻辑功能表:输入输出ABC00101110111074LS00N内部原理图74LS04逻辑功能表 输入A 输出B1001 74LS04内部原理图RS锁存器用74279代替,其逻辑功能图如下:输入输出输入输出R1S1、
4、S2Q1R2S3Q211保持11保持10置110置101置001置000不允许00不允许 74279内部原理图 七段数码显示原理图 七段数码显示逻辑功能图四、功能模块1、优先编程电路数字抢答器的核心编码器,74LS48N是一种典型的8线3线优先编码器,它的EI是输入使能端,且低电平有效,即当使能端EI=1时,不管其他输入端是否有信号输入,电路都不会有输出,所有输出都处于高电平。只有输入使能端EI=0时,电路才会有输出信号。EO是输出使能端;GS是片优先编码标志输出端。当EI=时,编码器工作,其中至少有一个输入端有编码请求信号时,EO为1,否则为0;当EI=1时,优先标志GS和输出使能EO均为1
5、,编码处于不工作状态。仿真验证 当开关1按下时,输出A2A1A0为110, 当开关2按下时,输出A2A1A0为101, 当开关4按下时,输出A2A1A0为011。2、锁存电路当控制端为低电平时,R端有效,此时RS锁存器74279N全部清零。当控制端为高电平时,R端无效,此时只有编码器的输出有关,低电平时输出结果置1,高电平时,输出结果保持。电路图如下:仿真验证 当控制端为0时,输出端为0, 当控制端为1时,A0A1A2为000时,输出为Q1Q2Q3为111,当控制端为1时,A0A1A2为001时,输出为Q1Q2Q3为110。3、控制电路当S8断开时,RS锁存器输出为1,当编码器正常工作且没有按
6、键按下时,EO输出为0,所以通过与非门后变为1,通过非门后为0,编码器使能端使能,编码器可以正常工作,一旦有按键按下时,编码器有输出,此时EO变为1,通过与非门后为0,通过非门后为1,此时编码器不工作,锁存电路锁住上一次的输出,达到控制电路的目的。当S8闭合时,通过RS锁存器输出低电平0此时将锁存电路74279N全部清零。仿真验证 当开关S8断开时,小灯点亮,此时EI为低电平,R1、R2为高电平 当开关S8闭合时,小灯熄灭,此EI为高电平,R1、R2低电平清零4、译码显示电路 通过锁存电路的电平信号,输给七段数码显示器,从而可以显示出抢答者的编号5音响提示电路此实验中,音响提示用发光灯代替,即
7、当有按键按下时,输出高电平,此时电灯发光,没有按键按下时,为低电平,此时小灯不亮。因此我们可以接到74LS148的EO端,没有按键按下时,EO端输出始终为0,当有按键按下时,EO端输出变为1,当EI被置为1时,EO输出仍未高电平,小灯保持发亮。通过multism仿真软件、数字实验箱上均可验证以上电路正确。通过硬件实验,以上结果均与仿真结果一致。五、总体设计电路图当任意S0到S7按下时,输出端有输出,且EO由低电平变为高电平,使EI的使能端变为高电平,从而使按键编码器不工作.此时A0 A1 A2都变为高电平,锁存器保持不变,从而显示抢答者的编号。当开关1按下时,电路图如下:提示电路小灯变亮,译码
8、器有编码输出,此时继续按下S2:编码器不工作,输出三个1,锁存器保持上个状态。当S1S2断开后,译码器仍然保持不变,达到锁存的目的,如下图:当开关S8按键按下时:此时通过RS锁存器74279N置0以上 在硬件实验时均已实现其功能。设计分析:本设计基本能实验以上要求,由于使能端有个与非门和非门的串联,因此延迟时间为18ns,当两按键按下时间间隔小于18ns时,则优先对最大数字进行编码,此时不能将第一个按键锁存,当时间间隔大于18ns时,能实现其要求。六、心得体会课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程,从理
9、论到实践的过程中,学到了很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书上所没有的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合还是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的知识与实践结合起来,从理论中得出结论,从而提高自己的实际动手能力和独立思考能力。通过这次的课程设计,知识上不但有了重要的收获,精神上的丰收更加可喜。明白了学无止境的道理,我们每一个人永远不能满足于现有的成就。这次课程设计必将成为我大学旅途上一个非常美好的回忆!参考文献:1、数字电子技术基础教程夏路易主编 电子工业出版社2、电子技术实验与课程设计毕满清主编 机械工业出版社3、电子电路设计技术朱兆优主编 国防工业出版社
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