電氣工程數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)---八路搶答器

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　課程名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 八路搶答器 </p><p>　　專 業(yè)： 自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)：

2、 學(xué)號(hào)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　時(shí) 間： 2012年 2 月 20 日～ 2 月 26日 </p><p>　　電子課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)的目的</b></p>

3、;<p>　　電子課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在修完“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”后開設(shè)的設(shè)計(jì)課程。目的是鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)以及動(dòng)手的能力，提高學(xué)生使用中規(guī)模集成芯片以及調(diào)試較大型電子系統(tǒng)的能力，同時(shí)了解基本邏輯單元電路在實(shí)際生活中的應(yīng)用，為今后進(jìn)行復(fù)雜的綜合型電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試打下基礎(chǔ)。</p><p>　　通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加強(qiáng)對(duì)數(shù)字及模擬電子技術(shù)的理解，學(xué)

4、會(huì)查閱資料、方案比較、方案選擇以及原理圖設(shè)計(jì)、計(jì)算、制作、調(diào)試等基本技能，增強(qiáng)分析、解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求</p><p>　　1、根據(jù)課題任務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)并繪制電路原理圖。</p><p>　　2、根據(jù)原理圖，用相關(guān)元器件搭建并測試電路，制作實(shí)物。</p><p>　　3、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告（交打印稿）。&

5、lt;/p><p>　　4、設(shè)計(jì)報(bào)告格式要求：</p><p>　　①課題任務(wù)的相關(guān)參數(shù)與指標(biāo)。</p><p>　?、谶x擇集成電路芯片，列出材料清單。</p><p>　?、劾L制EDA電路原理圖，分析電路工作原理。</p><p>　?、軠y試邏輯功能，描述調(diào)試方法。</p><p>　?、輰懗鲂牡?/p>

6、體會(huì)（1000字左右）。</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)成品要求</p><p>　　1．課程設(shè)計(jì)報(bào)告1份；</p><p><b>　　2．制作成品1套。</b></p><p><b>　　四、參考資料</b></p><p>　　1．康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(數(shù)字部分).

7、北京:高等教育出版社</p><p>　　2．21IC中國電子網(wǎng)（http://www.21ic.com）</p><p>　　3．閻石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)．第四版．北京：高等教育出版社，1998</p><p><b>　　4．自己補(bǔ)充資料</b></p><p><b>　　五、進(jìn)度安排</b>&

8、lt;/p><p><b>　　進(jìn)行時(shí)間：一周</b></p><p>　　星期一：下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)；查資料、方案設(shè)計(jì)、原理圖設(shè)計(jì)、元器件選擇；</p><p>　　星期二：各小組講解設(shè)計(jì)方案，檢查通過后領(lǐng)元器件及工具；</p><p>　　星期三、四：安裝、調(diào)試，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能要求；</p><p>　　

9、星期五：撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯。</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………… 6</p><p>　　設(shè)計(jì)指標(biāo)…………………………………………………………… 6</p><p>　　設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)框圖……………………………………………… 6</p

10、><p>　　元件參數(shù)、型號(hào)及邏輯功能表…………………………………… 7</p><p>　　各部分電路及原理分析……………………………………………11</p><p>　　5.1復(fù)位……………………………………………………………11</p><p>　　5.2定時(shí)器…………………………………………………………11</p><

11、p>　　5.3振蕩電路………………………………………………………12</p><p>　　整體電路及原理分析………………………………………………12</p><p>　　安裝調(diào)試……………………………………………………………14</p><p>　　心得體會(huì)……………………………………………………………14</p><p><b&

12、gt;　　1、設(shè)計(jì)任務(wù)：</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)八路搶答器。</p><p><b>　　2、設(shè)計(jì)指標(biāo)：</b></p><p>　　在主持人按下定時(shí)鍵后，八人開始搶答，顯示器顯示搶答成功者的號(hào)碼，喇叭響。</p><p>　　顯示器顯示搶答者號(hào)碼，其他人不能搶答。</p><

13、;p>　　在主持人按下計(jì)時(shí)鍵后且不超出搶答時(shí)間搶答為正常搶答，綠燈亮；未開始計(jì)時(shí)或超出搶答時(shí)間搶答為犯規(guī)搶答，紅燈亮。</p><p>　　復(fù)位鍵使顯示器清零。</p><p><b>　　3、設(shè)計(jì)思想：</b></p><p>　　通過鎖存器、編碼器、譯碼器使選手號(hào)碼顯示在七段數(shù)碼管上，通過單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來定時(shí)，通過多諧振蕩電路使喇叭發(fā)出

14、聲響，通過JK觸發(fā)器使鎖存器鎖存并且使電路復(fù)位。</p><p>　　搶答部分——將搶答按鈕先直接與鎖存器相連，將最先搶答的選手的編號(hào)鎖定，再依次經(jīng)過優(yōu)先編碼器和七段顯示譯碼器，最后將搶答選手的編號(hào)用數(shù)碼管顯示出來，同時(shí)由優(yōu)先編碼器反饋的信號(hào)和定時(shí)部分信號(hào)觸發(fā)紅綠燈及報(bào)警器。正常搶答綠燈亮，報(bào)警器發(fā)出聲響；非正常搶答紅燈亮。</p><p>　　定時(shí)報(bào)警部分——經(jīng)過復(fù)位開關(guān)和定時(shí)開關(guān)啟動(dòng)定

15、時(shí)電路，定時(shí)電路由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器組成，同時(shí)與搶答部分反饋信號(hào)同時(shí)作用控制多謝振蕩器即報(bào)警器。</p><p>　　另外由主持人控制開關(guān)和其他部分電路通過門電路實(shí)現(xiàn)對(duì)搶答電路、定時(shí)電路和報(bào)警部分電路的控制。</p><p><b>　　總體設(shè)計(jì)框圖：</b></p><p>　　4、元件參數(shù)、型號(hào)及邏輯功能表</p><p>

16、;<b>　　所需要的元件有：</b></p><p>　　電源（5V）、開關(guān)（10個(gè)）、74LS373（1片）、74LS148（一片）、CD4511（1片）、74LS76（一片）、74LS00（一片）、74LS32（一片）、555定時(shí)器（兩片）、電阻（1K歐 1個(gè)、300歐 9個(gè)、5.1K歐 2個(gè)、4.3K歐 1個(gè)、24K歐 1個(gè)）、可變電阻（100K歐 1個(gè)）、排阻（8引腳 1K歐 1個(gè)

17、）、電容（0.01μF 2個(gè)、0.033μF 2個(gè)）、電解電容（230μF 1個(gè)）、紅燈（1個(gè)）、綠燈（1個(gè)）、喇叭（1個(gè)）、三極管（NPN 1個(gè)）、七段共陰極數(shù)碼管（1個(gè)）、導(dǎo)線若干</p><p><b>　　各元件的邏輯功能</b></p><p>　　74LS373芯片：其引腳圖如圖1。</p><p>　　引出端符號(hào)： D0～D7 數(shù)

18、據(jù)輸入端 、OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效）、LE 鎖存允許端、O0~O7 輸出端</p><p>　　當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)，O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時(shí)，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。 </p><p>　　其真值表如下：

19、 </p><p>　　表1:74LS373真值表： 　　 </p><p>　　74LS148為8—3線二進(jìn)制編碼器。其管腳圖如圖2。</p><p><b>　　為輸入使能端</b></p>

20、<p><b>　　為輸出使能端</b></p><p><b>　　是選通輸出端</b></p><p><b>　　是輸出標(biāo)志位</b></p><p>　　圖2:74LS148管腳圖</p><p>　　表2:74LS148真值表：</p>&l

21、t;p>　　H－高電平 L－低電平 X－任意</p><p>　　CD4511芯片是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器。其真值表如下表3，引腳圖如圖3。</p><p>　　表3:CD4511真值表：</p><p>　　圖3:CD4511引腳圖 </p><p>　　74LS76芯片為JK觸發(fā)

22、器，其真值表如表4，引腳圖如圖4。</p><p>　　表3:78LS76真值表: 圖4:74LS76引腳圖</p><p>　　74LS00芯片：是四組兩輸入端的與非門芯片。其真值表如表5所示，引腳圖如圖5所示。</p><p>　　表5:74LS00真值表: 圖5:74LS99引腳圖 </p&g

23、t;<p>　　74LS32芯片：是四組兩輸入端的或門芯片。其真值表如表6所示，引腳圖如圖6所示。</p><p>　　表6:74LS32真值表: 圖6:74LS32引腳圖 </p><p>　　5、各部分電路及原理分析</p><p>　　5.1復(fù)位：復(fù)位電路是通過對(duì)JK觸發(fā)器的置零與置一來實(shí)現(xiàn)的。通過對(duì)J

24、K觸發(fā)器的置零來實(shí)現(xiàn)對(duì)鎖存器使能端的控制及指示燈的控制。</p><p>　　5.2定時(shí)器：定時(shí)器是由555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路來實(shí)現(xiàn)的。如圖7所示</p><p>　　當(dāng)輸入一個(gè)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，電路會(huì)產(chǎn)生一個(gè)寬度為T脈沖，T＝1.1RC，</p><p>　　圖7:555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器</p><p>　　5.3、振蕩電路：由55

25、5定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器來實(shí)現(xiàn)。如圖8所示</p><p>　　當(dāng)接通電源后，在輸出端會(huì)得到一個(gè)周期性的矩形波，其振蕩頻率為:</p><p>　　f＝1.43/(R21+2R20)C</p><p>　　圖8 由555構(gòu)成的多諧振蕩器 </p><p><b>　　6、整體電路及原理</b></p>

26、<p><b>　　電路原理圖如下：</b></p><p>　　當(dāng)按下復(fù)位鍵后，通過JK觸發(fā)器使鎖存器74LS373的使能端為高電平，鎖存器能進(jìn)行工作。當(dāng)按下定時(shí)器開關(guān)時(shí)，由555構(gòu)成的定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè)脈沖，即定時(shí)時(shí)間T。在時(shí)間T內(nèi)，當(dāng)有選手按下?lián)尨饡r(shí)，其編號(hào)通過74LS373傳到74LS148對(duì)其進(jìn)行編碼，同時(shí)其輸出使能端變?yōu)榈碗娖绞笿K觸發(fā)器觸發(fā)，將74LS373使能端變?yōu)榈碗?/p>

27、平，使其鎖存，其他選手再搶答時(shí)時(shí)不再通過。經(jīng)過74LS148編碼后，將二進(jìn)制代碼傳到CD4511，由CD4511對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行控制。有定時(shí)器和74LS148共同控制經(jīng)過兩個(gè)與非門后使綠燈變亮。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間T之外搶答時(shí)，有定時(shí)器發(fā)出低電平，經(jīng)JK觸發(fā)器后變?yōu)楦唠娖剑羌t燈變亮?？刂萍t燈與綠燈的電平信號(hào)經(jīng)過或門后與多諧振蕩器相連，所以無論紅燈或綠燈亮，都能使多諧振蕩器工作，即都能使喇叭發(fā)出聲音。</p><p>&

28、lt;b>　　7、安裝調(diào)試</b></p><p>　　按照電路圖連接線路。連接之前應(yīng)對(duì)芯片的排列有規(guī)劃，防止空中架線，在接口處做好絕緣。按照整體電路圖連接好線路后，進(jìn)行搶答器功能測試（正常搶答與犯規(guī)搶答）。根據(jù)測試結(jié)果對(duì)電路進(jìn)行改進(jìn)調(diào)試，調(diào)試時(shí)分模塊進(jìn)行，容易分析且思路清晰。</p><p><b>　　8、心得體會(huì)</b></p>

29、<p>　　在這次的課程設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)了自己獨(dú)立思考及動(dòng)手操作的能力，團(tuán)隊(duì)的協(xié)調(diào)合作能力也有了一定的提高。更重要的是，在課程設(shè)計(jì)中，我們學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法，這是以后的學(xué)習(xí)工作中最實(shí)用的，真可謂是獲益匪淺。對(duì)于即將畢業(yè)的我們，要去面對(duì)社會(huì)的各種挑戰(zhàn)，只有不斷的在學(xué)習(xí)、實(shí)踐中提高自己對(duì)知識(shí)的把握和應(yīng)用能力以及自己的動(dòng)手能力，才能真正的經(jīng)得起社會(huì)帶來的挑戰(zhàn)，才能更好的把握機(jī)遇。</p><p>　　回顧起此課