多路电子抢答器的设计.docx

PAGE 2 PAGE 《数字逻辑电路》实训报告 多路电子抢答器的设计 1 整机设计 1.1 设计要求 设计并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，避免其他选手再次进行抢答。 1.2 整机实现的基本原理及框图 1.2.1基本原理 当开关闭合时，RS触发器（74LS279）的复位端R、置位端S均为低电平，4个触发器输出置0，使优先编码器（74LS148）的优先编码工作标志端为/EI=0，使其处于工作状态，抢答器处于等待工作（可抢答）状态。此时74LS86（异或门）两个输入的电平均为低电平，输出为低电平，蜂鸣器响。CD4511的4脚（BI）是消隐输入控制端，当BI=0?时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。当开关S置于断开时，此时74LS86(异或门)的两个输入的电平不同（一高一低），输出为高电平，蜂鸣器不响。当有选手将抢答按键按下时，74LS148的输出经RS锁存后，数码管处于工作状态，经译码显示为相应的数字。使74LS148优先编码工作标志端/EI＝1，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148此时由于仍为/EI＝1，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出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S重新置“清除”，然后再进行下一轮抢答。 8路抢答按键→优先编码器→锁存器→译码显示电路 1.2.2总体框图 8 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(51102 教室); 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(51103 教室)，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 为期两周的数电实训已落下帷幕，实训过程中在自己画原理图到打板、再到焊接与调试是一项非常要有耐心与细心的工作。通过本次实训我对于原理电路图与实物电路图的转换更熟悉了，能正确的更加清晰的分析出线路合理排布方式，在使用更少材料，更少跳线方面有更为深刻的了解。认识到整体电路合理布局和实用性，必须时刻保持严格谨慎的态度，不能三心二意，否则就很容易出错。通过此次实训，我认识到了再动手焊接电路之前对电路图的分析和画出电路图的重要性。在接线时不能操之过急，必须一步一步严格按照电路图接，减少因为过于急躁二造成的不必要错误。在这次实训过程中老师给了我很大的帮助，从画图再到调试过程中都给了我宝贵的意见，在这里衷心感谢老师，让我顺利的完成了本次实训。通过本次实训，我收获很大，这让我进一步对课本的理论知识有了深刻的了解，认识到了理论与实践相结合的重要性。 参考文献 [1] 韩剑．Altium D