数字逻辑课程设计报告---抢答器.doc

数字逻辑课程设计报告 ——数字抢答器 学院名称 ： 学生姓名 ： 专业名称 ： 班 级 ： 实习时间 ： 数字电路课程设计——抢答器的设计 一、实验目的： 1．用给定的逻辑器件设计四路数字抢答器； 2．熟悉逻辑器件的功能及使用； 3. 掌握数字电路的设计流程。 二、实验要求： 1. 抢答器同时供名选手，分别用个按钮 ~ S４表示设置一个系统清除和抢答控制开关，该开关由主持人控制。. 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3 抢答器4. 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如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，? 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，编号显示器灭灯，定时器显示；主持人将开关置开始，宣布开始抢答器工作定时器倒计时。编号锁存、编号显示选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次。 四、主要单元电路设计：所用器材: 芯片 数量 芯片 数量 555 一片 74LS161 一片 74LS75 一片 74LS148 一片 74LS48 两片 74LS20 一片 74L04 一片 七段显示管 两个 74L08 一片 发光二极管 3个 电容:0.01uf 一个 电阻 6个 电容：4.7uf 一个 面包板 一块 用555器件设计脉冲产生电路 555定时器产生施密特触发电路。5号端口接0.1uF电容起滤波的作用，以提高比较器参考电压的稳定性。 图1 2、抢答电路： 设计电路见图2所示。电路选用74LS148—三线优先编码器4线-七段译码器和锁存器 74LS来完成该电路主要完成两个功能：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（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效工作过程：开当有选手将抢答按键按下时（如按下），74LS148的输出经74LS48七段显示电路处于工作状态，4Q3Q2Q=,经译码显示为“”。此外，，封锁其他按键输入确保不会二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将开关重新置然后。 图2 2.计时电路 电路如图3所示，用74LS161、74LS48来实现。 主持人按下开关之前计数器LOAD端为低电平，使整个模块处于置数状态，由0110为初始abcd的值；当主持人按下开关后，LOAD端为高电平，使整个模块处于计时状态，当有选手将抢答按键按下时 *ENP=0计时器保持，停止计数。当计时结束无选手抢答，74LS161输出1111，通过74LS20（对1111的与非作用），74LS04（非门），74LS08（与74LS161的10管脚ENT—高电位与运算）使报警黄灯亮，抢答无效。 图3 五、总体电路图： 六、电路图的逻辑功能测试： 调试过程如下所示： 功能测试一：有效抢答测试 在主持人控制端刚开始接地，即在主持人发出“抢答开始”命令即开关接高电平后，第二组有人抢答，左边电路显示抢答者组号2，同时绿灯亮，显示抢 答有效，此时3号选手虽然也按下开关，但其数码管并不显示数字3了。 功能测试二：无效抢答测试 在主持人控制端未接高电平时，第1组有人提前抢答。此时视为无效抢答。此时下边电路显示犯规选手编号1，同时红灯亮，显示为无效抢答。 功能测试三：时间到无人抢答 如果在规定的10秒时间内无人抢答，黄灯亮，数码管无显示。 七、电路组装、调试过程中发生的问题及解决方法： 1. 由于刚开始时导线插入面包板较浅，导致电路很多地方不稳定，一旦触动电路就会出现问题，在接好电路后将很多线重新安置后，电路才比较扎实一些； 2.在整个电路的连接过程中，由于布局不妥，抢答电路与计时电路之间相隔太远，导致这两部分之间连接的线较长，后重新拆除拼装； 3.在连接电路过程中，由于总是忽略面包板上电源线的接通，及元器件（VCC及GND）的忽略，导致整个电路不通，引起时间的浪费； 4.要注意在发光二极管或数码管的一些部位后接合适的电阻，否则容易烧坏器件； 5．在检验计数器时，由于电路连接不当，烧坏芯片，导致问题检查浪费大