數(shù)電課程設計報告--四輸入搶答器的設計與制作

1、<p>　　數(shù)字電路課程設計報告</p><p><b>　　實驗題目</b></p><p>　　四輸入搶答器的設計與制作</p><p><b>　　實驗目的</b></p><p>　　1.掌握四人智力競賽搶答器電路的設計、組裝與調(diào)試方法。</p><p>　

2、　2.熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片，并掌握其工作原理，進一步學會使用其進行電路設計。</p><p>　　3.了解數(shù)字系統(tǒng)設計的基本思想和方法，學會科學分析和解決問題。 </p><p>　　4. 通過理論與實踐相結合，培養(yǎng)認真嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和實事求是的工作態(tài)度。</p><p><b>　　實驗要求及用途</b></p><

3、p>　?。ㄒ唬┧妮斎霌尨鹌鞯闹谱饕?lt;/p><p>　　在發(fā)放器件之前自行設計一個電路原理圖；</p><p>　　對照電路原理圖，了解工作原理、圖上的專用符號，并對照所給器件，最后找出所有需要的對應器件；</p><p>　　按電路圖安裝好電路；</p><p>　　檢查電路，確認無誤后通電檢測，若有問題則繼續(xù)調(diào)試。</p&g

4、t;<p>　　調(diào)試完成通電后，能達到設計要求。</p><p>　?。ǘ尨鹌鞯闹谱饔猛?lt;/p><p>　　智能搶答器是一種應用十分廣泛的設備，在各種競賽、搶答場合中，它都能客觀、迅速地判別出最先獲得發(fā)言權的選手。早期的搶答器只是由幾個三極管、可控硅、發(fā)光管等器件組成的，能通過發(fā)光管的指示辯認出選手號碼。實現(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用模擬電路、數(shù)字電路或模擬混合電

5、路，可以實現(xiàn)多路搶答的功能?，F(xiàn)介紹的是用數(shù)字電路設計的四路搶答器，以74LS20為核心，具有反應快、功能齊全、實用性強的特點。</p><p><b>　　實驗器件與工具</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┧柙?lt;/b></p><p>　　直流穩(wěn)壓電源 5V直流電源 <

6、/p><p><b>　　萬用表一塊</b></p><p>　　5.1K電阻 4個 </p><p>　　510電阻 8個</p><p>　　74LS20 兩片</p><p>　　按鈕開關 4個</p&

7、gt;<p>　　發(fā)光二極管 4只</p><p>　　面包板 一塊</p><p>　　導線 若干</p><p><b>　　（二）安裝所需工具</b></p><p><b>　　剪鉗等。</b></p>

8、<p><b>　　實驗設計原理</b></p><p>　?。ㄒ唬╇娐吩韴D如下：</p><p>　　圖1 電路原理設計圖</p><p>　?。ǘ┲谱髟砣缦拢?lt;/p><p>　　用基本門電路構成簡易型四人搶答器。A、B、C、D為搶答操作開關。任何一個人先將某一開關按下且保持閉合狀態(tài)，則與其對應的

9、發(fā)光二極管（指示燈）被點亮，表示此人搶答成功；而緊隨其后的其他開關再被按下，與其對應的發(fā)光二極管則不亮。</p><p>　　初始狀態(tài)（無開關按下）a、b、c、d端均為低電平，各與非門的輸出端為高電平，因此全部發(fā)光二極管不亮。當某一開關被按下后（如開關A被按下），則與其連接的與非門的輸入端變?yōu)楦唠娖?，這樣該與非門的所有輸入端均為高電平，根據(jù)與非關系輸出端則為低電平，從而點亮發(fā)光二極管。由于該與非門輸出端與其他3個

10、與非門的輸入端相連，它輸出的低電平維持其他3個與非門輸出高電平。因此其他發(fā)光二極管都不亮。</p><p>　　74LS20的邏輯引腳圖與功能表如下：</p><p>　　圖2 74LS20的邏輯引腳圖</p><p>　　第一組：1A、2B、1C、1D輸入1Y輸出 </p><p>　　第二組：2A、2B、2C、2D輸入2Y輸出</p

11、><p><b>　　NC空腳</b></p><p><b>　　GND接地端</b></p><p><b>　　VCC接電源端</b></p><p>　　表1 74LS20功能表</p><p>　　74LS20是一個雙4輸人與非門，即在一個集成塊內(nèi)

12、含有兩個互相獨立的與非門,每個與非門有4個輸入端。74LS20在本電路中只運用了一個輸出和四輸入，其它端子未能全總使用，根據(jù)閑置輸入端的要求連接，以不改變電路邏輯狀態(tài)及工作穩(wěn)定的原則，若輸入端口為“與”邏輯關系時，多余的輸入端可以懸空（但不能帶開路長線）通過個1—10KΩ的電阻接電源正極，在前級驅(qū)動能力允許時，也可以并接到一個已被使用的高輸入端上。輸出端不允許直接電源或直接接地，否則可能使輸出級的管子因電流過大而損壞，輸出端可通過上拉電

13、阻與電源正極相連，使輸出高電平提升。</p><p><b>　　搶答器的制作</b></p><p>　　1.在面包板上插接電路，通電前要認真檢查線路。注意：IC芯片電源的正、負端連接是否正確；電源連線是否反接；電路板各管腳之間是否短路，待檢查無誤后方可通電。</p><p>　　2.通電后，分別按下A、B、C、D各鍵，觀察對應指示燈是否點亮

14、。</p><p>　　3.當其中某一指示燈點亮時，再按其他鍵，觀察其他指示燈的變化。</p><p>　　4.在進行（1）、（2）操作步驟時，分別測試IC芯片輸入、輸出管腳的電平變化，A、B、C、D表示按鍵開關，×”表示開關動作無效；L1、L2、L3、L4表示4個指示燈。按鍵閉合或指示燈亮用“1”表示，開關斷開或指示燈滅用“0”表示。 </p><p>

15、　　5.當發(fā)現(xiàn)接通后，電路不能正常工作：后經(jīng)檢查原因如下：外接到實驗臺時，沒有將引線正確接入，使得接觸不良，四個搶答開關可能處于懸空高電平狀態(tài)。</p><p><b>　　成果如下:</b></p><p><b>　　圖3 實物圖</b></p><p><b>　　心得體會</b></p&

16、gt;<p>　　本學期我們開設了《數(shù)字電路》課，這門學科屬于電子電路范疇，與我們的專業(yè)也有聯(lián)系，且是理論方面的指示。正所謂“紙上得來終覺淺，覺知此事要躬行。”學習任何知識，僅從理論上去求知，而不去實踐、探索是不夠的，所以在本學期暨數(shù)電快學完之際，緊接著來一次數(shù)字電子電路課程設計是很及時、很必要的。這樣不僅能加深我們對電子電路的認識，而且還及時、真正的做到了學以致用。</p><p>　　在這次課程

17、設計過程中，我也遇到了很多問題。比如找出對應大小的電阻的時候，我就弄了很長時間，由于先前沒有學過怎樣識別電阻的大小的相關知識,所以只能翻閱大量書籍、上網(wǎng)查資料，終于在書中查到了有關章節(jié)，知道了電阻的大小竟是用顏色來讀的。然而，我的搶答器并沒有達到預想的效果，通電后只有部分可以控制，這沒有達到該制作的設計和制作要求。在此，我深表遺憾!</p><p>　　這次課程設計讓我學到了很多，不僅是鞏固了先前學的數(shù)電的理論知