四路数字式数字抢答器.doc

西安院 六 单元电路的设计： (1) 脉冲电路： 脉冲电路由555提供，电路图如下： (2) 抢答锁存电路: 在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由75来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态，拒绝之后接收到的任何输入信号，如此即可实现锁存。 74LS75真值表： 1C2C 3C4C Q 1 1 1 0 X 0 X 0 Qn 当有一组队员按下开关后，Q1’,Q2’,Q3’,Q4’中有一个信号为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0，送到75的1C2C,3C4C端口，保持状态不变，实现锁存功能。 译码电路： 当某个队员正常抢答上以后，要显示他的编码号，必须把该信号转换为二进制代码。其关系为： Q1 Q2 Q3 Q4 A B C D 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 由上真值表知： ； ； C=Q4； D=0； 综上可得到抢答锁存电路的电路图 s (3) 计时电路： 此电路用来实现模40的倒计数器，用两片74LS161级联来实现，高位片实现模四的计数，低位片实现模十的计数功能。用同步置数法来实现，由于要求倒数计数，可以取低位片的0011至1111十个状态，取高位片1011至1111四个状态。然后取反而得到。当倒数到00后，还要有锁存的功能，锁住电路。高位片从1011到1111，取反后便可得到0100到0000；低位片从0110到1111，取反后得到1001到0000。其状态转移图如下： 高位片: 低位片： 在低位片每一次循环后，不但要给其自身置数，还要控制高位片记数一次，对于低位片，我们通过给其CO端取非送入到置入端；对于高位片因为其受两个芯片控制，故将两个CO端与非后送入高位片的置入端。然后要让记数器保持，这个可以用高低位片的ENP（两个ENT都接到高电位）来控制。由分析知，当抢答开始后，只有“时间到”和“正常抢答”时计时模块才会停止计时，故我们将主持人开关与74LS20的锁存端输出经过与非后送入到低位片的ENP端口；高位片的ENP端口则由低位片的CO输出值控制，如此可实现对应的计数与停止计时。 电路图如下所示： (4) 违规报警电路: 由前面的分析知，有选手抢答时绿灯（G）才会亮，超时或超前抢答时红灯(R)亮，否则一直保持灭的状态。这个可以用选手信号（S）和主持人信号(H)表示，关系如下（不含超时情况，超时时G和R值都为1）： H S G R 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 由上真值表知： ; 则，违规报警电路图如下图所示： Y H (5) 计数器的译码显示电路： 三片74LS48的译码电路相同，连接图如下： 七、调试过程中的问题 总的来说，这次实习还是很顺利的，但也遇到了几个问题： 1. 在我刚布完电路全部模块的线路，打算测试时发现，发现倒计时部分不置数，不计数，此时真是“老虎吃天，无处下爪”，没法，又把计数与锁存两部分拆开，重新检测，那时我才体会到分模块的真正意义，各个击破。之后不久各个模块都正常了。 2，选手抢答后，只有1，4选手能够正常操作，2，3选手不能进行锁存。经过万用表的测量，原来在75片子的2，3的非上出现问题，无论2，3的值为多少，他们的非的值都是中为1，但是将75片子单独测试时，却又能正常工作。后来通过万用表测量电压，发现在每次2，3两个端口发生变化时，其非的端口也会随着有变化，只是由于正常时高电位抬高，在变化时tw受电位变化毛刺影响，有了变化，但是不大，这样导致变后依然有接近1V的高电压，故那两个端口得知始终处于高位状态。 八、总体电路图:（附后） 说明：软件中没有提供161，故用163代替。 九、分析总结 转眼间两周的课程设计就结束了，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。回想起这两周来我感受颇深。 刚开始设计电路时觉得一点头绪也没有，只是觉得很难。不过在老师的指导下，我通过查资料，请教同学，在第四天完成了电路的设计，并进行了仿真。紧接着就是连接电路，这也不是一件容易的事，我连的电路问题很多，有的是因为线接触不好，有的是因为芯片坏了，真是一言难尽，不过还好最终问题都被解决了。看着自己努力连接成功的电路，觉得好高兴。不过也正是这次实验让我明白了理论与实践之间的差异。我设计