八路搶答器 設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告報(bào)告 實(shí) 驗(yàn) 名 稱 ： 八路搶答器 專 業(yè) 班 級(jí) ： 電信1003班 學(xué) 生 姓 名 ： 舒 海 學(xué) 號(hào) ： 201046830511 指 導(dǎo) 教 師 ： 呂 宗 旺 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)間： 2012-2013學(xué)年第一學(xué)期 電子信息工程 專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué)生姓名 舒海 專業(yè)班級(jí) 電信1003 學(xué)號(hào) 201046830511 題 目 八路數(shù)字搶答

2、器 課題性質(zhì) A 課題來源 D 指導(dǎo)教師 呂宗旺 同組姓名 董成成 主要內(nèi)容 利用數(shù)字電子基礎(chǔ)課程中學(xué)習(xí)的鎖存器、非門、與非門、BCD編碼器、七段碼以及七段碼的驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)一款8路數(shù)字搶答器。 任務(wù)要求 1． 工作電源5V，用LED燈做電源指示燈； 2． 一個(gè)按鍵做復(fù)位鍵，八個(gè)按鍵做搶答按鍵； 3． 8個(gè)按鍵，先按下者，按鍵指示燈亮，七段碼顯示相應(yīng)的數(shù)字； 4． 實(shí)現(xiàn)硬件電路設(shè)計(jì)并調(diào)試成功； 5． 焊接規(guī)范，美觀； 6． 認(rèn)真寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，并交紙質(zhì)版報(bào)告。 注意：限流電阻在點(diǎn)亮LED燈中的應(yīng)用； 參考文獻(xiàn) 1、閻石.數(shù)字電子技術(shù)

3、基礎(chǔ)（第四版），高等教育出版社 2、康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版，數(shù)字部分）.高等教育出版社 3、高吉祥等.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)（第三版）電子工業(yè)出版社 審查意見 指導(dǎo)教師簽字：呂宗旺 教研室主任簽字： 2012 年 12 月 16 日 說明：本表由指導(dǎo)教師填寫，由教研室主任審核后下達(dá)給選題學(xué)生，裝訂在設(shè)計(jì)（論文）首頁 信息科學(xué)與工程 學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績評(píng)價(jià)表 課程名稱： 數(shù)字電路課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 八路數(shù)字搶答器 專業(yè)： 電子信息工程 班級(jí)： 電信1003 姓名：舒海 學(xué)號(hào)：2010

4、46830511 分相 評(píng)審項(xiàng)目 分 數(shù) 滿分標(biāo)準(zhǔn)說明 1 理論設(shè)計(jì)與總結(jié)報(bào)告 方案 方案論證正確，整體構(gòu)思合理，實(shí)用性強(qiáng)。（10分） 詳細(xì)設(shè)計(jì) 單元電路設(shè)計(jì)計(jì)算正確，電路工作原理清楚，元器件的選擇正確合理，思路清晰；語言表達(dá)準(zhǔn)確。理論依據(jù)充分，設(shè)計(jì)完整。（20分） 電路圖 正確繪制出總的電路原理圖或接線圖，圖紙正確，規(guī)范。（10分） 規(guī)范性 課程設(shè)計(jì)報(bào)告的格式、繪圖、圖紙、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用等符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。準(zhǔn)備工作充分。（10分） 2 制作調(diào)試與作品驗(yàn)收 制作與調(diào)試過程 能按照電子電路制作工藝正確制作和調(diào)試電路，方法科學(xué)。能以理

5、論為指導(dǎo)，正確分析和處理調(diào)試過程中所出現(xiàn)的有關(guān)問題，善于動(dòng)腦。在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)作完報(bào)告。（20分） 作品驗(yàn)收及答辯 作品制作成功,能正確完成所有功能，作品制作美觀、漂亮。能簡明正確地回答所提問題，基本概念清楚，基本知識(shí)扎實(shí)。（20分） 紀(jì)律性 能很好的遵守各項(xiàng)紀(jì)律，設(shè)計(jì)過程認(rèn)真，服從安排。（10分） 總 分 綜 合 意 見 指導(dǎo)教師 ： 2012 年 月 日 一、實(shí)驗(yàn)名稱：八路數(shù)字搶答器 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?： 1. 熟悉芯片引腳的識(shí)別方法，以及原理。

6、 2. 掌握與非門實(shí)現(xiàn)其他邏輯門電路的方法。 3. 掌握電路板的焊接技術(shù)。 4. 加深對(duì)模擬電路和數(shù)字電路課程的理解和認(rèn)識(shí)。 三、實(shí)驗(yàn)要求： 主持人沒有宣布搶答開始時(shí)，搶答不起作用，在主持人宣布搶答開始后，可以進(jìn)行搶答。它的任務(wù)是從八名參與者中確定出最先的搶答者，立即將其編號(hào)鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)用LED燈顯示。此外，封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，優(yōu)先搶答選選手的編號(hào)一直保存到主持人將系統(tǒng)清零為止（即復(fù)位操作）。為此我們小組決定就這次機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)低成本但又能滿足需要的八路智力競賽搶答器，并通過安裝與調(diào)試。 四、使用元件： 元件 數(shù)

7、量 74HC373 1 74HC147 1 74LS04 1 74HC30P 1 CD4511 1 LED燈 9 七段式顯示器 1 10K電阻 470歐姆 各8個(gè) 開關(guān) 9 以及排線、焊錫若干。 五、工作原理： 接通電源后，主持人先進(jìn)行復(fù)位，此時(shí)七段顯示器顯示“0”此時(shí)搶答器處于顯示狀態(tài)。當(dāng)主持人宣布“開始搶答”此時(shí)搶答器開始工作。 當(dāng)參加智力競賽的選手摁下手中的搶答器時(shí)LED數(shù)碼管會(huì)點(diǎn)亮提示同時(shí)，七段顯示器顯示該小組的編號(hào)。 只有最先搶答者的編號(hào)才能被鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示選手的編號(hào)。 由以上兩個(gè)

8、條件可以想到：用D觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，D觸發(fā)器是一個(gè)輸出跟輸入一樣的觸發(fā)器。 將主持人的開關(guān)和D觸發(fā)器的清零端相連。 D觸發(fā)器是一個(gè)在CP脈沖上升沿時(shí)反轉(zhuǎn)的觸發(fā)器。所以只要有一個(gè)搶答器輸出為1時(shí)，就讓所有搶答器的脈沖沒有上升沿，這樣就輕而易舉的讓其他小組的搶答無效了。 LED數(shù)碼管的提示延續(xù)到主持人清零為止，不能在變。 當(dāng)一輪搶答結(jié)束后，主持人將其清零，準(zhǔn)備下一輪搶答。 其中的工作細(xì)節(jié)其實(shí)就是BCD碼的編碼和譯碼，并顯示于七段顯示器上。 下面以第一位搶答者輸入有效為例解釋整個(gè)電路工作原理：在沒有輸入之前， 74HC373的OE為低電平，LE為高電平，其八個(gè)輸入均為高電平，當(dāng)?shù)谝晃粨尨鹫邠尨鹩行r(shí)

9、，此時(shí)，74HC373的第一位輸入變?yōu)榈碗娖?，整個(gè)輸入鎖存為：L H H H H H H H H ，輸入到74HC147的輸入，根據(jù)74HC147的編碼原則，其輸出為H H H L ，再經(jīng)過反相器74LS04，其輸出變?yōu)長 L L H ，對(duì)應(yīng)的BCD碼就是“1”，通過CD4511驅(qū)動(dòng)七段顯示器，將其顯示在七段顯示器上。 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編碼原理真值表： 六、 組成

10、框圖： 譯碼電路 優(yōu)先編碼 鎖存器 搶答按鈕 顯示電路 控制電路 復(fù)位開關(guān) 七、 調(diào)試過程： 開始時(shí)，七段式顯示器顯示不正常，數(shù)字顯示從2-9，然后根據(jù)七段式顯示器的引腳原理，判斷高低電平，然后繼續(xù)反向向上推理，當(dāng)調(diào)試到74HC147時(shí)發(fā)現(xiàn)功能腳9即引腳10,顯示異常，在正常顯示時(shí)，9引腳必須接高電平，經(jīng)過查看，發(fā)現(xiàn)9引腳沒接入高電平，空著忘記接入。最終，將9引腳接到+5V高電平后，八路搶答器顯示正常，并能順利工作。 八、 心得體會(huì)： 數(shù)字電路設(shè)計(jì)開始設(shè)計(jì)時(shí)一頭霧水，雖然把各個(gè)元件都在

11、網(wǎng)上查了，并且下載，自己把各個(gè)元件的功能圖又重新在我的筆記上畫了一遍，隨后我就開始想，但是什么也想不出來，一頭霧水。后來自己又到網(wǎng)上瀏覽一些搶答器電路的設(shè)計(jì)，網(wǎng)上好多搶答器的設(shè)計(jì)報(bào)告，但是和自己用的元件都不一樣，后來發(fā)現(xiàn)原理都一樣。于是，我找到一篇課程報(bào)告，仔細(xì)分析他的原理過程，后來終于明白了，并用自己僅有的元件開始重新設(shè)計(jì)我的電路。 首先我是在multisim上面開始設(shè)計(jì)電路，調(diào)出元件，一個(gè)個(gè)接入，連接電路才是個(gè)需要很多知識(shí)的，必須弄清楚各個(gè)元件的分類以及引腳，對(duì)應(yīng)到自己使用的元件上。舉個(gè)例子，multisim上面有好多七段顯示器，如果自己不查清楚，不知道自己用對(duì)應(yīng)到他上面是什么類型的，所以經(jīng)過大概2天時(shí)間，我把電路設(shè)計(jì)好了，開始調(diào)試過程，開始時(shí)調(diào)試并不成功，但是又沒發(fā)現(xiàn)什么錯(cuò)誤，后來急于還有考試，所以就開始了焊接，因?yàn)槲抑离娐吩硎沁@樣的，不會(huì)有錯(cuò)。 后來焊好以后，開始請(qǐng)教別人，尋找自己的錯(cuò)誤，經(jīng)過幾天不懈的努力，終于將八路搶答器設(shè)計(jì)成功。 總之，每次嘗試都會(huì)有很多啟迪，只要是自己動(dòng)手，不在于多少，只在于用心 搶答按鈕