数字抢答器 数字电路设计.docVIP

数字电路课程设计 设计任务和要求： 1. 抢答器同时供名选手或个代表队比赛，分别用个按钮 ~ D４表示。2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清为止。4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如秒）。当主持人启动开始键后，定时器进行5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间并保持到主持人将系统清除为止。6. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，禁止抢答，定时显示器上显示。?如图所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人开关处于禁止状态，编号显示器，定时器显示时间；主持人将开关置开始，宣布开始抢答器工作定时器计时选手在定时时间内抢答，抢答器。如果再次抢答必须由主持人再次操作清除和开始状态开关。 三, 单元电路设计 所用器材: 芯片 数量 芯片 数量 555 一片 74LS161 两片 74LS75 一片 74LS148 一片 74LS48 三片 74LS00 一片 七段显示管 三个 发光二极管 4个 电容 两个 电阻 6个 74LS20 一片 面包板 一块 导线 若干 抢答器电路 该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键,操作无效。工作过程：开关S，，74LS148的功能真值表 锁存器输入 锁存器输出 D1 D2 D3 D4 ~Q1 ~Q2 ~Q3 ~Q4 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 编码器输入 编码器输出 Yn0 Yn1 Yn2 Yn3 Yn4 Yn5 Yn6 Yn7 Y2 Y1 Y0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 译码器输入 译码器输出 A3 A2 A1 A0 Y 0 0 0 1 1 0 0 1 0 2 0 0 1 1 3 0 1 0 0 4 抢答电路的电路图如下: (2) 定时电路 由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS161进行设计，电路图如下: (3)脉冲发生电路: 该电路是由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为计数器的CP脉冲，由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频，所以采用555定时器构成的多频振荡器,电路图如下:　　　　　　　. (4)时序控制电路: 时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：①主持人将控制开关拨到开始位置时，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。 ②当参赛选手按动抢答键正常抢答时，抢答电路和定时电路停止工作。③当设定的抢答时间到，无人抢答时，同时抢答电路和定时电路停止。 四.总体电路图: 五.波形图 1. 计时电路低位片4个输出的波形图： CP Q1 Q2 Q3 Q4 2. 计时电路高位片的4个输出波形图 六、遇到的问题及解决方案:1.实验前应先设计电路图，包括各部分的电路图和总体电路图，并反复检查，反复分析实现的可能性，预计实验中可能出现的问题即可能的解决方法，最好在实际连电路前仿真。 2.理论指导实践，但是，理论中有不少纯理想化的成分，在实验中应考虑实践中各部分合理论的差距，差别。在实际中，电阻，电容，的真实值不会那样准确。各器件的输入端在理论中悬空是表示接高电平，但是实际的逻辑器件如果输入端本该接高电平而没接，可能会导致元件的工作不稳定。 3.在实际联电路时，会出现接触不好等情况。这是由于面包板的质量和连线时线头裸露部分没有完好的接触面包板的铜片造成的。这时只能用万用表测量各个接头的电压来判断是否是接触不好。 4.应该注意发光二极管应接上行或下行电阻来保护他的电压不致过大而损坏二极管。数码管也要通过电阻接地，防止将数码管烧坏。 5.应注意每个元器件的工作原理和工作功能，以及中规模逻辑器件的管脚图，以免因此而造成不必要的过失。 6.连接电路时，先连接脉冲发生电路，并检测其是否正常工。555脉 冲输出电路不能输出脉冲时，检查的方法是看电容和电阻接触是否 好。 7．数码管和7448连接有问题，不能对应显示，解决的方法是判断每根线的连接是通的不。 8．计数器的工作不