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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 四人智力競(jìng)賽搶答器</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)目的</b></p><p> 1.掌握四人智力競(jìng)賽搶答器電路的設(shè)計(jì)、組裝與調(diào)試方法。</p><p> 2.熟悉數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)和使用方法。</p><p><b> 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求<
2、/b></p><p><b> 1)設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p> 設(shè)計(jì)一臺(tái)可供4名選手參加比賽的智力競(jìng)賽搶答器。 用數(shù)字顯示搶答倒計(jì)時(shí)間,由“9”倒計(jì)到“0”時(shí),無(wú)人搶答,蜂鳴器連續(xù)響1秒。選手搶答時(shí),數(shù)碼顯示選手組號(hào),同時(shí)蜂鳴器響1秒,倒計(jì)時(shí)停止。</p><p><b> 2)設(shè)計(jì)要求</b><
3、;/p><p> (1)4名選手編號(hào)為:1,2,3,4。各有一個(gè)搶答按鈕,按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)對(duì)應(yīng),也分別為1,2,3,4。</p><p> (2)給主持人設(shè)置一個(gè)控制按鈕,用來(lái)控制系統(tǒng)清零(搶答顯示數(shù)碼管滅燈)和搶答的開(kāi)始。</p><p> (3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開(kāi)始后,若有選手按動(dòng)搶答按鈕,該選手編號(hào)立即鎖存,并在搶答顯示器上顯示該編
4、號(hào),同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示,封鎖輸入編碼電路,禁止其他選手搶答。搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。</p><p> (4)搶答器具有定時(shí)(9秒)搶答的功能。當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕后,定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí),定時(shí)顯示器顯示倒計(jì)時(shí)間,若無(wú)人搶答,倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí),揚(yáng)聲器響,音響持續(xù)1秒。參賽選手在設(shè)定時(shí)間(9秒)內(nèi)搶答有效,搶答成功,揚(yáng)聲器響,音響持續(xù)1秒,同時(shí)定時(shí)器停止倒計(jì)時(shí),搶答顯示器上顯示選手的編號(hào),定時(shí)顯
5、示器上顯示剩余搶答時(shí)間,并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。</p><p> (5)如果搶答定時(shí)已到,卻沒(méi)有選手搶答時(shí),本次搶答無(wú)效。系統(tǒng)揚(yáng)聲器報(bào)警(音響持續(xù)1秒),并封鎖輸入編碼電路,禁止選手超時(shí)后搶答,時(shí)間顯示器顯示0。</p><p><b> 課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)方案</b>&
6、lt;/p><p> 一、四人智力競(jìng)賽搶答器電路原理及設(shè)計(jì)</p><p> 電路主要由脈沖產(chǎn)生電路、鎖存電路、編碼及譯碼顯示電路、倒計(jì)時(shí)電路和音響產(chǎn)生電路組成。當(dāng)有選手搶答時(shí),首先鎖存,阻止其他選手搶答,然后編碼,再經(jīng)4線7段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時(shí)產(chǎn)生音響。主持人宣布開(kāi)始搶答時(shí),倒計(jì)時(shí)電路啟動(dòng)由9計(jì)到0,如有選手搶答,倒計(jì)時(shí)停止,同時(shí)產(chǎn)生音響。</p><p&
7、gt; 圖13四人智能搶答器原理圖</p><p> 以鎖存器為中心的編碼顯示電路</p><p> 搶答信號(hào)的判斷和鎖存采用觸發(fā)器。以四D觸發(fā)器74LS175為中心構(gòu)成編碼鎖存系統(tǒng),編碼的作用是把鎖存器的輸出轉(zhuǎn)化成8421BCD碼,進(jìn)而送給7段顯示譯碼器。編碼后的邏輯函數(shù)真值表和表達(dá)式,分別如下:</p><p><b> 真值表</b&g
8、t;</p><p> 表達(dá)式:A=Q1+Q3; B=Q2+Q3; C=Q4; D=0:</p><p> 2、 1HZ信號(hào)的產(chǎn)生</p><p> 由于設(shè)計(jì)中用到秒脈沖,所以我選擇用555定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生秒脈沖,為了減小誤差,得到精確的秒脈沖,也為了用脈沖驅(qū)動(dòng)74LS175來(lái)鎖存選手搶答的信息,必須用較高頻率的脈沖。先用555定時(shí)器產(chǎn)生100HZ信號(hào),
9、用來(lái)驅(qū)動(dòng)74LS175。再經(jīng)過(guò)兩個(gè)74LS160分頻之后就得到1HZ信號(hào)。設(shè)計(jì)電路如下;</p><p><b> 3、倒計(jì)時(shí)顯示電路</b></p><p> 電路采用十進(jìn)制同步減法計(jì)數(shù)器74LS190,再接74LS48驅(qū)動(dòng)七段譯碼館,74LS48與七段譯碼之間接200歐姆的電阻,起到限流作用。主持人宣布開(kāi)始時(shí),按下按鈕,同時(shí)使計(jì)數(shù)器置數(shù)為“9”,并在脈沖作用下
10、開(kāi)始倒計(jì)時(shí)并在顯示器上顯示,到零時(shí)停止。</p><p><b> 4、音響電路:</b></p><p> 利用74LS121產(chǎn)生搶答脈沖輸入由555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,再接入蜂鳴器,根據(jù)脈沖寬度可計(jì)算得蜂鳴器鳴叫時(shí)間。再由主持人、選手、倒計(jì)時(shí)共同控制它的輸入,使其在主持人開(kāi)始、選手搶答、倒計(jì)時(shí)到零時(shí)都能鳴叫。 由于MNLTISIM軟件中沒(méi)有74LS121這個(gè)元
11、件,我自己改編了一個(gè),但仿真不了,這也成了我這次課程設(shè)計(jì)中唯一的瑕疵。</p><p><b> 二、元件清單和工具</b></p><p> 使用工具:電烙鐵。萬(wàn)用表、焊錫、電源等</p><p><b> 三、問(wèn)題及解決方法</b></p><p> 在設(shè)計(jì)電路仿真時(shí),秒脈沖按照理論值應(yīng)
12、該是正確的,但仿真出來(lái)的結(jié)果確有很大的偏差。這使我很郁悶,難道設(shè)計(jì)出錯(cuò)?我再三檢查,確認(rèn)無(wú)錯(cuò)后,我照著設(shè)計(jì)圖做出實(shí)物。檢測(cè)秒脈沖和理論值一致。所以我得出結(jié)論是仿真軟件有時(shí)也會(huì)出錯(cuò)。</p><p> 還有在仿真中,顯示數(shù)碼管的數(shù)值未能按預(yù)置數(shù)值顯示,經(jīng)和同學(xué)的共同分析,得出的結(jié)論是由于門(mén)電路使用過(guò)多導(dǎo)致信號(hào)傳輸產(chǎn)生時(shí)間延遲,從而令對(duì)應(yīng)的預(yù)置數(shù)出現(xiàn)誤差。對(duì)于該問(wèn)題的解決應(yīng)減少門(mén)電路的使用,同時(shí)盡量保持門(mén)電路的對(duì)稱(chēng)
13、。</p><p> 在焊接好實(shí)物之后,其他功能一切正常,唯獨(dú)選手按鍵信息有時(shí)候鎖存不了。經(jīng)檢查,是焊接時(shí)不注意導(dǎo)線的安排。致使導(dǎo)線頭有時(shí)候會(huì)接觸,所以會(huì)重新置數(shù),鎖存不了信息。</p><p><b> 四、總結(jié)與體會(huì)</b></p><p> “書(shū)上得來(lái)終覺(jué)潛,覺(jué)知此事要躬行?!边@是我這次課程設(shè)計(jì)的最大的收獲。</p>
14、<p> 這次電路圖設(shè)計(jì)花了很少時(shí)間,而實(shí)物的排版、焊接卻花了幾乎所有時(shí)間。書(shū)上獲得的理論知識(shí)覺(jué)得很簡(jiǎn)單,電路圖一下就弄出來(lái)了,但實(shí)物操作,制作出一個(gè)實(shí)物確沒(méi)那么簡(jiǎn)單。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì),不僅加強(qiáng)了我們對(duì)理論知識(shí)的鞏固,更重要的是鍛煉加強(qiáng)了我們實(shí)踐操作能力,這也是課程設(shè)計(jì)的主要目的。如:如何快速查找資料、對(duì)電子設(shè)計(jì)軟件MNLTISIM的熟練操作、對(duì)元件的最優(yōu)排版以減少導(dǎo)線的連接、對(duì)元器件焊接能力的提高等。</p>
15、<p> 在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中,我學(xué)會(huì)了分析各種時(shí)序邏輯電路的功能及設(shè)計(jì)中所用到的器件的使用的方法,這也就讓我們把課堂上所學(xué)的知識(shí),充分地運(yùn)用到設(shè)計(jì)當(dāng)中,進(jìn)而使我們對(duì)課本上所學(xué)的知識(shí)有了更深入的理解和認(rèn)識(shí)。</p><p> 在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們的電路設(shè)計(jì)在邏輯上完全符合要求,但通過(guò)仿真證時(shí)卻出現(xiàn)了偏差,這說(shuō)明理論與實(shí)際存在著一定的差別。</p><p> 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),
16、讓我們認(rèn)識(shí)到自己所學(xué)知識(shí)的局限性和基礎(chǔ)性,這就激發(fā)我努力拓展自己的知識(shí)面。</p><p> 看到自己設(shè)計(jì)的電路能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的功能,心中充滿(mǎn)成功感,同時(shí)也增加了自己對(duì)電子設(shè)計(jì)的興趣和增強(qiáng)電子設(shè)計(jì)的信心。特別是實(shí)物做出來(lái)檢測(cè)成功的那一刻,喜悅之情無(wú)以言表。</p><p> 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)</p><p> [1]現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)踐課程指導(dǎo),謝云
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