多路电子抢答器的设计数电实训.docx

《数字逻辑电路》实训报告 专 业： 自动化 学生姓名： 韦念祖 学 号： 2052200225 指导教师： 韦丽兴 2022年 4月 24日 多路电子抢答器的设计 1 整机设计 1.1 设计要求 设计和制作一个带有数码显示功能的八路电子抢答器。 1.1.1设计任务 8名选手编号依次为1-8，各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应。主持人设置有一个清零和抢答的开关。 1.1.2性能指标要求 1.若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在编号显示器上显示该编号，同时封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。 2.优先编码电路要分辨出抢答的编号，并由锁存器进行锁存，然后由显示译码电路显示编号。 3.控制电路要对输入编码电路进行封锁，其他选手无法再次进行抢答。 1.2 整机实现的基本原理及框图 1.2.1基本原理 接通电源后，主持人按下复位键，抢答器开始工作。选手就可以进行抢答，当选手按下抢答键后，抢答器完成：编码、优先锁存、译码、数码显示。当一轮抢答之后，只有主持人按下复位键，才可以进行新的一轮抢答，否则选手抢答无效。 1.2.2总体框图 8路抢答按键 8路抢答按键 优先编码器 锁存器 译码显示电路 2 各功能电路实现原理及电路设计 74LS148是8 线－3 线优先编码器。有选手摁下开关相应的编码输入端（低电平有效）就会输出一个BCD码； 74LS279是一个4R-S触发器。当S输入低电平时，输出Q为低电平；当Ｓ输入高电平时，R输入低电平，则Q输出高电平；当S输入高电平时，输出Q为低电平，则Q保持不变。当4Q为0时会使74LS48停止工作，之后选手摁下开关的都通不过芯片。 74LS27是一个三输入的或非门。 4511芯片是一个用于驱动共阴极LED数码管显示器的BCD码――七段译码器。 3 制作与调试过程 制作：①激光刻板 ②刻板结束后，手机拍摄一张PCB图打孔时备用，然后观察、或用万用表蜂鸣档检查激光雕刻好的板是否存在未雕刻透、短路等现象，若有可采用砂纸打磨、手动雕刻等方式进一步解决; ③打孔，注意对着手机所拍摄的PCB图把每个孔都打完，不要漏打和多打； ④刷松香水防氧化; ⑤等板子干透后，即可进行元器件的装配。 调试：检查电路，将安装好的器件跟原理图对照检查电阻的安放位置是否正确；检查插座是否安装正确以及芯片是否跟插座安装正确；检查二极管、三极管安放位置和管脚是否正确；检查线路是否有虚焊、漏焊、错焊的操作和跳线是否连对位置。在这次调试中出了点小问题：需要摁下开关并且同时拨动开关才显示出摁下开关对应的数字。 4 电路测试 接上5V的电源，电源灯亮了，说明电源那一部分没有问题，用万用表的蜂鸣档来检验器件跟器件之间是否导通、是否有短路和断路的情况。 4.1 测试仪器与设备 数字万用表，3个1.5V的电池， 4.2 功能测试 接上5V的电源，摁下开关，抢答器完成：编码、优先锁存、译码以及数码管显示出对应的数字，这说明该电路的的功能正确。 5. 实训结论: 本次数电实训对我有很多的锻炼，这次实训我遇到了很多困难，并且我有信心去解决它们，我觉得解决问题的过程和努力才是有价值的，这才是我的真正收获。本次实训令我印象十分深刻，记得装完元器件焊完板子的时候通电了灯虽然都亮了，但是蜂鸣器不管怎么样都一直响，而且数字显示乱而且不全。我就开始检查板子和PCB发现了十分多的问题，我的搭配在焊元器件时有的没焊好导致板子电路不相干的互通了，板子短路等。我花了一个晚上逐步排查板子电路问题和连线，最后发现了PCB中的U2，4511元器件忘了两个脚GND的连线，最后用跳线将这两个脚连起来之后就能显示数字了，有时显示11、33、55、77，有时会多显示出来0和4或者6。于是我们就又开始了进一步的重焊，我发现了跳线对结果的影响非常大，又重新焊好跳线，尽可能把板子焊的更好。可惜的是到最后也没能显示出完整的8个数字，而且显示的数字还会受到跳线移动的影响，早上显示的数字就和下午调试的不一样。总结来说这次实训让我受益匪浅，我的动手排查能力也得到很大的提高，让我知道了努力去做好一件事是十分有成就感的 ，虽然不能将实训做得完美，但是我们有一颗努力去解决问题去奋斗的心。这也让我在以后的学习生活中必将更努力一步向前。 参考文献 [1] 韩剑．Altium Designer 8实用教程：上海交通大学出版社，2015. [2] 阎石.数字电子技术基础（第六版）[M].北京：高等教育出版社,2016. [3] 江国强.新编数字逻辑电路（第3版）[M].北京：北京邮电大学出版社,2020. [4]