四路数字抢答器_课程设计报告_2.docVIP

邵阳学院课程设计 题目：四路数字抢答器 学院：邵阳学院 专业：电子信息工程 学号：1241301063 姓名：阳泳 指导老师：梁高伟 2014年11月5日 目录 摘要 3 一、实验目的 4 二、设计要求与内容 4 三、设计及原理 5 3.1 总体方案设计 5 3.1.1 设计思路 5 3.1.2 总电路框图 5 3.2 各模块设计方案及原理说明 6 3.2.1 抢答电路 6 3.2.2 倒计时电路 9 四、实验小结·.............................................................................................................12 五、实验结果及分析 12 六、收获、体会和建议 22 附录 14 1.总电路图 14 2. 元件引脚图 15 3.元器件清单 17 主要参考文献 18 摘要 抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以四路智力竞赛抢答器为基本概念，从实际应用出发,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该抢答器的设计利用Multisim11完成了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、计时显示、编码译码功能，应用效果良好。 关键词:　电子设计；数字电子技术；抢答器；仿真 四路数字抢答器 一、实验目的 通过四路数字抢答器的设计实验，要求学生回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验，掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法，熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555电路、译码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。 二、设计要求与内容 四人抢答器，每人一个抢答按钮，并显示抢答者台号。 主持人功能：发出抢答指令，系统清零，预置限时时间。 电路具有时间显示功能和限时功能。在限时内，有人抢答，显示电路停止工作。若限时时间到，未有抢答，也停止工作。 声响功能：当发出抢答信号或限时时间到，发出持续2～3秒的单音或双音音响以作提示。 三、设计及原理 3.1 总体方案设计 3.1.1 设计思路 ①本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。 ②当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别。 ③在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，此部分电路主要完成的功能是实现路选手抢答并进行锁存，同时有相应发光二极管点亮和数码显示。 只要有一组选手先按下抢答器，就会将编码器锁死，不再对其他组进行编码。通过74LS48译码器使抢答组别数字显示-4。 图 3-2 抢答模块原理图 RS触发器： 1. 保持状态。当输入端接入==1的电平时，如果基本SR触发器现态=1、=0，则触发器次态=1、=0；若基本SR触发器的现态=0、=1，则触发器次态=0、=1。即==1时，触发器保持原状态不变。 2. 置0状态。当=1，=0时，如果基本SR触发器现态为=1、=0，因=0，会使=1，而=1与=1共同作用使端翻转为0；如果基本SR触发器现态为=0、=1，同理会使=0，=1。只要输入信号=1，=0，无论基本SR触发器的输出现态如何，均会使输出次态置为0态。 3. 置1状态。当=0、=1时，如果触发器现态为=0、=1，因=0，会使G1的输出端次态翻转为1，而=1和=1共同使G2的输出端=0；同理当=1、=0，也会使触发器的次态输出为=1、=0；只要=0、=1，无论触发器现态如何，均会将触发器置1。 4. 不定状态。当==0时，无论触发器的原状态如何，均会使=1，=1。当脉冲去掉后，和同时恢复高电平后，触发器的新状态要看G1 和G2两个门翻转速度快慢，所以称==0是不定状态，在实际电路中要避免此状态出现。基本RS触发器的逻辑图、逻辑符号和波形图如图1-7所示。 （a）逻辑图 (b) 逻辑符号 (c) 波形图 图 3-3 基本SR触发器 输 入 输 出 1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 X