电子线路课程设计设计报告-四路抢答器.doc

　 电子线路课程设计 设计报告 题 目 四路抢答器 　　　　 指导教师 　　 成　　绩 　 　　　　　　 \ 二〇一〇 年 十二 月 二十五 日 目录 一：设计任务与要求 二：方案设计与论证 三：单元电路设计与原理图 四：实物制作 五：安装调试与分析 六：结论与心得 七：参考文献 一：设计任务与要求 （1）设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。 （2）系统设置复位按钮，按下后，重新开始抢答。 （3）选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手编号一直保持到主持人将系统清除。强大成功后，对应选手的灯亮，同时蜂鸣器响。 （4）要求可靠性，操作简便。 （5）分析各部分工作原理，绘制电路图，完成实验报告并进行分析 （6）本系统应具有的功能有：第一抢答信号的鉴别和锁存功能；抢答计时功能；各组得分的累加和动态显示功能。 二：方案设计与论证 方案一：设计一个带有选手按下后，其他选手按下无效，同时，灯亮、蜂鸣器响，由给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。 方案二：方案二在方案一的基础上，增加用数字显示抢答倒计时间，抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，并保持到主持人将系统清零为止。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计到0结束。如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。 根据以上的方案，本抢答的电路主要有两部分组成：数字抢答电路与时序控制电路，以及数码管显示电路。其中数字抢答部分由74LS175和LED灯以及直流蜂鸣器组成可以将四路抢答的按钮通过74LS175译码驱动LED显示出最先抢答者，使蜂鸣器发声，这时抢答电路停止工作，即按动复位开关以外的按钮对抢答没有作用。时序电路由一个555定时器与外接电阻、电容构成的多谐振荡器组成的，输出一个稳定的频率，控制电路的开通、关闭。显示电路由74LS192、74LS248以及共阴的8段数码管组成。 由于图二包含图一，因此我们按照图二在实验台上连接电路，并通过K5进行复位，K1-K4进行抢答来验证设计的正确性。设计的正确性包括对应的LED 灯是否亮，是否在对应的按钮下亮起，蜂鸣器是否在按钮开关按下后响起，数码管是否显示“9-0”的数据，未在规定时间内抢答是否无效，以及在按下K1-K4中的任何一个按钮后，其余按钮（除K5外）对其它没有任何影响，即电路具有锁存功能。 我们经过测试，发现以上设计是可行的，非常成功。但在实际操作过程中，由于时间以及材料的限制，我们采用方案一，简化电路进行实习，但以下分析方案二，因为方案二已经包含方案一的内容。 三：单元电路设计与原理图 (1)方案内容： 电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路、倒计时电路和音响产生电路组成。当有选手抢答时，首先锁存，阻止其他选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时产生音响。主持人宣布开始抢答时，倒计时电路启动由9计到0，如有选手抢答，倒计时停止。电路系统结构如图下： 选手——锁存器——|—二极管响应点， 扬声器响一秒 (2) 整体电路图： 在实际的电路原理图的绘制过程中，应先打开proteldxp2004，新建pcb工程，再新建原理图。画原理图前，应先在元件库中查找出相关的元器件，对于库中没有的器件，应新建一个原理图库文件，绘制出自己需要的器件，按照实物绘制出其对应的封装。等把所有的器件找出后，按照自己设计的原理图稿纸，在原理图上排版好所有的器件位置，并按照图纸标注好各器件的标号以及相应的直插型封装，并设置好各电阻的阻值。最后，把各器件用导线连接好。为保证正确性，再仔细对比原理图和稿纸，保证正确无误，并保证各器件封装也正确。检查无错后，编译原理图，在导入前，根据实际焊板大小设置好长宽，再设置好的导线以及较合适的焊盘内外径再导入pcb板。按照原理图排版好pcb图，仔细排版，保证交叉线最少，然后自动布局其对应的pcb图，对于不正确的进行手动修改。图如下： 图一 图二 （3）单元电路设计： 1.抢答鉴别单元 抢答鉴别单元用74ls175芯片做为信号的锁存，抢答信号的判断和锁存可采用触发器或锁存器。若以四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统，并把相应的数码管点亮。4个D触发器的输出Q非相与，当无人抢答时，为“1”时，脉冲能够进入触发器；有一人抢答时，与门中有一个变为“0”，使脉冲不能进入触发器，从而防止其他人抢答。并停止计时。将与非后的信号用于控制声音模块报警。无人抢答时，无声音；当有人抢答时，