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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 《 電子技術(shù) 》</b></p><p><b> 課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p> 報(bào)告題目: </p><p> 作者所在系部: </p><p> 作者所在
2、專業(yè): </p><p> 作者所在班級(jí): </p><p> 作 者 姓 名 : </p><p> 作 者 學(xué) 號(hào) : </p><p&g
3、t; 指導(dǎo)教師姓名: </p><p> 完 成 時(shí) 間 : </p><p> 內(nèi) 容 摘 要</p><p> 本設(shè)計(jì)是一個(gè)八路競(jìng)賽搶答器,采用中小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)。電路包括以下幾部分:搶答判別部分、顯示部分、時(shí)序控制部分、定時(shí)部分
4、和報(bào)警部分、主持人部分及時(shí)間設(shè)定部分。具體功能和操作在概述部分有詳細(xì)介紹,報(bào)告的其他內(nèi)容主要介紹各模塊的基本原理與元件的基本知識(shí),其中包含有總的仿真原理圖、元件清單、設(shè)計(jì)心得和參考文獻(xiàn)。</p><p> 關(guān)鍵字:搶答器 集成 定時(shí) 計(jì)時(shí) 報(bào)警 脈沖</p><p><b> 一、概述 </b></p><p> 電路選用優(yōu)先編
5、碼74LS148、鎖存器74LS373、74LS48譯碼和一個(gè)七段數(shù)碼管組成的搶答顯示電路;定時(shí)顯示主要由555定時(shí)器秒脈沖產(chǎn)生電路、十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192減法計(jì)數(shù)電路和兩個(gè)4段數(shù)碼管等相關(guān)電路組成;由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路。接通電源后,主持人將開關(guān)撥到"清零"狀態(tài),搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài),編號(hào)顯示器滅燈,定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間;主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài),宣布"開始"搶答器工作。定時(shí)
6、器倒計(jì)時(shí),揚(yáng)聲器給出聲響提示。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到,卻沒有選手搶答時(shí),系統(tǒng)報(bào)警,并封鎖輸入電路,禁止選手超時(shí)后搶答。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí),搶答器完成:編號(hào)鎖存、優(yōu)先判斷、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后,定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態(tài)開關(guān)。</p><p><b> 二、方案設(shè)計(jì)與論證</
7、b></p><p> 八路競(jìng)賽搶答器可分為主干電路與擴(kuò)展電路,在擴(kuò)展端可根據(jù)自己的要求去改進(jìn)與增設(shè)功能模塊電路,本次設(shè)計(jì)主要擴(kuò)展報(bào)警與計(jì)時(shí)功能。</p><p><b> 1.方案一</b></p><p> 本方案的設(shè)計(jì)框圖如圖1,先對(duì)輸入信號(hào)優(yōu)先編碼再鎖存后輸出顯示,主要控制優(yōu)先編碼74LS148選通輸入端ST非來(lái)控制正常搶答
8、。</p><p><b> 圖1</b></p><p><b> 2.方案二</b></p><p> 本方案設(shè)計(jì)框圖如圖2,電路選用優(yōu)先編碼74LS148、鎖存器74LS373、74LS48譯碼和一個(gè)七段數(shù)碼管組成的搶答顯示電路;先對(duì)電路輸入信號(hào)鎖存再優(yōu)先編碼后顯示,用鎖存后的信號(hào)來(lái)控制鎖存器74LS373的L
9、E端來(lái)實(shí)現(xiàn)正常搶答。擴(kuò)展電路采用十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192減法計(jì)時(shí)。</p><p><b> 圖2</b></p><p><b> 本次設(shè)計(jì)采用方案二</b></p><p> 三、單元電路設(shè)計(jì)與分析</p><p><b> 1.搶答器顯示電路</b><
10、/p><p> 設(shè)計(jì)電路如圖3所示,電路選用優(yōu)先編碼74LS148、鎖存器74LS373、74LS48譯碼和一個(gè)七段數(shù)碼管組成的搶答顯示電路;該電路主要完成兩個(gè)功能:一是分辨出選手按鍵的先后,同時(shí)譯碼顯示編號(hào)(顯示采用七段數(shù)字?jǐn)?shù)碼管顯示);二是禁止其他選手按鍵輸入,按鍵無(wú)效。開關(guān)SW1置于“清除”端時(shí),鎖存器的LE端輸入為“1”時(shí),停止工作。開關(guān)SW1置于“開始”端時(shí),搶答器處于等待工作狀態(tài),鎖存器74LS373的
11、LE端輸入為“0”時(shí),當(dāng)選手搶答按鍵時(shí),LE端變?yōu)椤?”并鎖存,再經(jīng)編碼譯碼,最后顯示。若進(jìn)行下一輪搶答則需主持人重新將開關(guān)SW1置于“清除”端后置“開始”才可。</p><p><b> 圖3</b></p><p><b> 2.定時(shí)電路</b></p><p> 該部分主要由555定時(shí)器秒脈沖產(chǎn)生電路、十進(jìn)制可
12、逆計(jì)數(shù)器74LS192組成和兩個(gè)4段數(shù)碼管及相關(guān)電路組成可調(diào)時(shí)間減法計(jì)數(shù),具體電路如圖4、圖5。當(dāng)主持人將開關(guān)SW1置于“開始”時(shí),計(jì)數(shù)器減法計(jì)數(shù)工作,并在數(shù)碼管上顯示,當(dāng)有人搶答時(shí),停止計(jì)數(shù)并顯示余下的時(shí)間;如果沒搶答且倒計(jì)時(shí)到“00”時(shí),輸出低電平到時(shí)序控制電路,控制報(bào)警電路報(bào)警,同時(shí)以后選手搶答無(wú)效。555的3端輸出脈沖頻率為f=1/t1+t2=1.43/[(R13+2R14)C4],依照要求選R13=15k, R14=68k,
13、C4=10u,即f約為1Hz。其中有四路開關(guān)可依照實(shí)際情況預(yù)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)間,最大可以計(jì)時(shí)100秒。</p><p><b> 圖4</b></p><p><b> 圖5</b></p><p><b> 3.報(bào)警電路</b></p><p> 本電路由555定時(shí)器與三極管
14、組成,如圖6。其中555構(gòu)成多諧振蕩器,振蕩頻率為f=1/t1+t2=1.43/[(R23+2R2)C3],其輸出信號(hào)經(jīng)三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器,4為時(shí)序控制電路輸出的控制信號(hào),當(dāng)4為高電平時(shí),多諧振蕩器工作,反之電路停振。當(dāng)選手搶答或主持人置“開始”或時(shí)間到時(shí),將會(huì)輸入給R一個(gè)高電平,多諧振蕩器工作,揚(yáng)聲器鳴叫0.5秒。</p><p><b> 圖6</b></p><p&
15、gt;<b> 4.時(shí)序控制電路</b></p><p> 時(shí)序控制電路主要完成三項(xiàng)功能:</p><p> 主持人將開關(guān)置于“開始”時(shí),搶答電路與定時(shí)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài),揚(yáng)聲器發(fā)聲。</p><p> 當(dāng)參賽選手按搶答鍵時(shí),揚(yáng)聲器發(fā)聲,搶答電路和定時(shí)電路停止工作。</p><p> 當(dāng)設(shè)定時(shí)間到,無(wú)人搶答時(shí)
16、,揚(yáng)聲器發(fā)聲,同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。</p><p> 5.譯碼器 74LS48</p><p><b> 圖7</b></p><p><b> 引出端符號(hào) </b></p><p> A0-A3 譯碼地址輸入端 </p><p> BI 非 /R
17、BO非 消隱輸入(低電平有效)/脈沖消隱輸出(低電平有效) </p><p> LT非 燈測(cè)試輸入端(低電平有效) </p><p> RBI非 脈沖消隱輸入端(低電平有效) </p><p> Ya-Yg 段輸出 </p><p><b> 圖8</b></p><p> 6.
18、十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192</p><p><b> 圖9</b></p><p> 74LS192具有下述功能: </p><p> ?、佼惒角辶悖篗R=1,Q3Q2Q1Q0=0000 </p><p> ②異步置數(shù):MR=0,PL=0,Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0</p><p&g
19、t; ?、郾3郑?MR=0,PL=1,CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原態(tài) </p><p> ?、芗佑?jì)數(shù):MR=0, PL=1,CPU=CP,CPD=1,Q3Q2Q1Q0按加法規(guī)律計(jì)數(shù) </p><p> ⑤減計(jì)數(shù):MR=0, PL=1,CPU=1,CPD= CP,Q3Q2Q1Q0按減法規(guī)律計(jì)數(shù) </p><p><b> 引出端符號(hào) <
20、;/b></p><p> TCD 非 錯(cuò)位輸出端(低電平有效) </p><p> TC U 非 進(jìn)位輸出端(低電平有效) </p><p> CPD 減法計(jì)數(shù)輸入端(上升沿有效) </p><p> CPU 加法計(jì)數(shù)輸入端(上升沿有效) </p><p> MR
21、異步清除端 </p><p> P0~P3 并行數(shù)據(jù)輸入端 </p><p> PL非 異步并行置入控制端(低電平有效) </p><p><b> Q0~Q3 輸出端</b></p><p> 7.優(yōu)先編碼器74LS148</p><p> 74LS148是8:3線優(yōu)先編碼器。
22、它允許多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)有效,但只對(duì)一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的輸入信號(hào)進(jìn)行編碼。</p><p> S/ST非 輸入使能端</p><p><b> 圖10</b></p><p> 74LS148的功能真值表 –圖11</p><p> 8.鎖存器74LS373</p><p><b>
23、 圖12</b></p><p> D0~D7 數(shù)據(jù)輸入端 </p><p> OE 三態(tài)允許控制端(低電平有效) </p><p> LE 鎖存允許端 </p><p> O0~O7 輸出端</p><p><b>
24、 9.計(jì)數(shù)器555</b></p><p><b> 圖13</b></p><p> 四、總原理圖及元器件清單</p><p><b> 1.總原理圖</b></p><p><b> 如圖14</b></p><p><b
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