数电课程设计报告---数字式竞赛抢答器.doc

数字电子技术课程设计 题 目 数字式竞赛抢答器 院 系 信息工程学院 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 完成时间 2014年11月26日 目录 设计目的 设计指标： 三．总体框图设计： 功能模块设计： 五．实验仪器、工具 六．元件清单 七．总结 一．设计目的： 通过多路数字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和设计方法，熟悉掌握优先编码器，触发器，计数器，单脉冲触发器，555路，译码，编码/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要求掌握的基本内容。 二. 设计指标： （1）设计一个可容纳7组参赛的数字式抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。 （2）抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能，使除第一抢答者外的按钮不起作用。 （3）设置一个主持人“复位”按钮。 （4）主持人复位后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，由指示灯显示抢答组的编号，同时扬声器发出2~3秒的音响。 （5）设置一个计分电路，每组开始预制100分，由主持人计分，答对一次加10分，答错一次减10分。 三．总体框图设计： 整体电路分为：主电路与计分电路。 主电路：该部分由抢答与控制开关电路，优先编码电路，锁存器，译码器电路，显示电路控制电路，报警电路组成。 扩展电路：预制控制电路，计分电路，译码电路与显示电路组成。 优先编码电路选用的芯片为74ls148 74ls148的引脚图与真值表： 锁存电路选用的芯片是74ls279，引脚图与真值表： 译码器电路选用的芯片为74ls48，引脚图和真值表： 报警电路选用NE555，引脚图和真值表： 扩展电路的计分电路选用芯片74ls192，引脚图和真值表： 四：功能模块设计： 抢答部分与报警部分电路原理图 原理描述： 芯片74ls148，74ls279，74ls48与七段共阴数码管构成抢答显示电路，选手通过按轻触开关抢答，74ls148的输入端D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7（D0接高电平是因为输出的数字为1--7）采集开关一端的电平状态，低电平有效，D7优先级最高，并且分别编码，输出给74ls279的三个独立锁存器的s端，将判断输入有无的输出信号GS的状态输出给74ls279的第四个锁存器(将其称为控制锁存器)的s端，其R端接主持人复位开关的一端，Q端接另外三个锁存器的R端用来控制锁存与清零，Q端还与74ls48的灭零输入端BI/RBO相连，用来控制数码管的显示（当主持人按复位键时数码管不显示）。抢答经过编码，锁存，分别进行了一次反码操作所以最后输入到74ls48的数据能正确显示抢答的编号。 端口状态分析： 时刻 端口 主持人复位开关未按下 主持人复位开关按下 主持人开关断开 抢答开关按下 抢答开关断开 控制锁存器的R端 H L H 　Ｈ H 控制锁存器的Ｓ端（GS端） H H H 　L H 控制锁存器Q端（其余锁存器Ｒ端） H 保持 L L (保持) 　H H 其余锁存器Q端 保持 L L (保持) 与编码输出相对应，输出为编码输出的反码 保持 其余锁存器Ｓ端 全为　H 全为　H 　全为H 不全为H，与编码输出相对应 全为H 74ls148的使能端EI H L 芯片工作 L 芯片工作 H 芯片不工作 H 芯片不工作 74ls48的BI/RBO H 保持 L 数码管不工作 L 数码管不工作 H 数码管工作 H 数码管工作 报警部分由两块NE555构成，一块NE555构成单稳态触发电路用作定时器，一块NE555构成多谐振荡电路此处用于输出占空比一定的脉冲驱动蜂鸣器发声。当复位时，74ls00输出出现一个负脉冲后变为高电平，单稳态触发电路中5V电源对C2进行充电后放点，充电常数便是定时的时长T=1.1R16*C2，此时单稳态触发电路输出由仿真图中的红线表示，控制了后面多谐振荡电路输出脉冲的有效时间。 A1构成多谐振荡器，振荡频率为： f0=1/(R18+R19)*C3*ln2=1.43/(R18+R19)*C3 2：计分电路部分原理图： 原理分析： 74ls192为可预制数同步可逆十进制双时钟计数器，设计目标是要求是设置一个计分电路，每组开始预制100分，由主持人计分，答对一次加10分，答错一次减10分。要显示三位数所以选用了三块数码管，最低位始终显示零，实际上就只需要完成两位数的可加可减的计分电路，因此用两块192，一块为低位一块作为高位。 此计分电路有三种模式：置数，清零，加减操作所以清零开