课程设计抢答器.docx
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课程设计抢答器.docx
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课程设计抢答器
《电子技术》课程设计报告
题 目抢答器
姓名:
学号:
专业:
电子信息工程
班级:
指导教师:
职称:
2011年7月
目录
1课程设计任务………………………………………………………………1
1.1功能要求1
1.2设计步骤与要求1
2原理分析……………………………………………………………………1
2.1抢答器的总体框图1
2.2方案选择2
3电路的设计…………………………………………………………………2
3.1抢答电路的设计2
4元器件介绍………………………………………………………………..4
5安装与调试………………………………………………………………..7
6总结………………………………………………………………………..7
参考文献………………………………………………………………………..8
附录……………………………………………………………………………..8
抢答器
1课程设计任务
1.1功能要求
(1)设计制作一个可容纳6组参赛的数字式枪答器,每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。
(2)给主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零和抢答的开始。
(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。
抢答开始后,若有选手按抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号(1~6),同时扬声器给出音响提示。
同时禁止其他选手抢答。
1.2设计步骤与要求
(1)拟定电路的组成框图,要求能实现所有功能,使用的元器件少,成本低。
(2)设计并安装电路,要求布线整齐、美观,便于级联和调试。
(3)测试所设计抢答器的逻辑功能,满足各项功能要求。
(4)画出整机逻辑电路图。
(5)写出设计报告。
2原理分析
2.1抢答器的总体框图
显示电路
主持人
控制开关
控制电路
优先编码电路
抢答按钮
译码电路
锁存器
图1抢答器的总体框图
图1所示抢器的工作过程是:
接通电源时,节目支持人将开关置于“清除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯。
当主持持人宣布抢答题目后,说一声“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,抢答器处于工作状态。
抢答器要完成下面几个工作:
1.优先编码电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后有译码显示电路显示编号;
2.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。
2.2方案选择
采用74LS148优先编码器分辨选手抢答的先后,并通过RS锁存器74LS279锁存抢答者的编号,再经过74LS48芯片译码驱动共阴极数码管显示。
3电路的设计
3.1抢答电路的设计
抢答电路的功能有两个:
一是能分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用;二是要使其他选手的按键操作无效。
这里选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279完成上述功能,其电路图如图2所示。
图2抢答电路
其工作原理是:
当主持人控制开关处于“清除”位置时,RS触发器的R端为低电平,输出端(4Q~1Q)全部为低电平。
于是74LS48的BI=0,显示器灭灯;74LS148的选通输入端ST=0,74LS148处于工作状态,此时锁存电路不工作,当主持人开关拨到“开始”位置时,优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态,即抢答器处于等待状态,等待输入端I7~~I0输入信号,当有选手将键按下时(如按下S4),74LS148的输出Y2Y1Y0=011,YEX=0,经RS锁存器后,CTR=1,BI=1,74LS279处于工作状态,4Q3Q2Q=100,经74LS48译码后,显示器显示出“4”,此外,CTR=1,使74LS148
ST端为高电平,74LS148处于禁止工作的状态,封锁的其他按键的输入。
当按下的键松开后,74LS148的YEX为高电平,但由于CTR维持高电平不变,所以74LS148仍处于禁止工作状态,其他按键的输入信号不会被接受,这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
当优先抢答者回答完问题后,有主持人操作控制开关S,使抢答电路复位,进行下一轮的抢答
4元器件介绍
该设计用到较多集成电路电路芯片,在此给出其管脚图和部分功能介绍:
1.七段共阴极数码管
图3数码管引脚图
LED显示器是由发光二极管作为为显示字段的数码显示器件,图4为一位LED显示器的引脚图,其中七只发光二极管(a-g七段)构成字形“8”。
另外还有一只发光二极管dp作为小数点。
当显示器的某一段发光二极管通电时,该段发光。
共阴极结构:
LED显示器有共阴极和共阳极两种结构,本次设计采用的是共阴极的结构。
见图5,在共阴极结构中,各段发光二极管的阴极连接在一起,将此公共点接地,某一段发光二极管的阴极为高电平时,该段发光。
共阴极字段码
LED显示0-9某个字符时,则要求在a-dp送固定的字段码,如要使LED显示“0”,则则要求a、b、c、d、f各引脚为高电平,g和dp为低电平。
字段码为“3fh”。
图4共阴极结构
2.74LS279RS锁存器,当R=1,S=0时,输出为;当R=1S=1时,锁存器具有保持功能,将输出一直保持为1,达到锁存的目的。
表174LS279锁存器功能表
输入
1
2
输出
Q
000
0X1X01110111
1
1
1
0
没改变
3.下图为74LS148的功能介绍,ST为使能端,控制芯片的工作;当无输入时,YEX=1,有输入时,YEX=0。
其功能真值表如下
表274LS148功能表
输入
输出
0
1
2
3
4
5
6
7
2
1
0
1
XXXXXXXX
111
11
0
11111111
111
10
0
XXXXXX0
000
01
0
XXXXXX01
001
01
0
XXXXX011
010
01
0
XXXX0111
011
01
0
XXX01111
100
01
0
XX011111
101
01
0
X0111111
110
01
0
01111111
111
01
74LS48译码器
图574LS48译码器管脚分布图
原理说明:
开关S置于"清零"端时,RS触发器的输入端R均为0,4个触发器输出置0,使74LS279中BI/RBO=0,A3A2A1A0=0000,使之处于锁存状态。
74LS279不工作,输出全为0。
当开关S置于"开始"时,抢答器处于等待工作状态,当有选手将键按下时(如按下S5),74LS148的输出经RS锁存后,1Q=1,YS=1,74LS48处于工作状态,4Q3Q2Q=101,即74LS279输入端A3A2A1A0=0101,经74LS279后输出YgYfYeYdYcYbYa=1101101,经译码显示为"5"。
5安装与调试
(1)调试准备—检查电路
在通电调试之前,必须认真检查电路连线是否正确,对照电路图按照一定顺序逐级检测,特别要注意电源是否接错,电源与地是否有短接,二极管是否接反,轻轻拨一拨元器件,观察焊点是否牢固。
(2)通电观察
一定要调试好电源值为5V,才能给电路通电。
电源接通后首先保证安全,观察电路中是否有冒烟、起火等现象。
如果有,应立即断电,故障排除后继续通电,并注意观察各器件引脚电压是否正常。
6总结
通过一段时间的抢答器的设计,增长了许多的知识,知道了做好一件事是并不是想象中那么简单,不是知道了书本中老师教的东西就可以做好,事实不是想象中那样的完美,在现实中有许多预料不到的困难在等着你,有时候都令人崩溃了,某些时候都无离头似的瞎忙活,不过从中间学会了坚持。
在这一个学期里,我了解了实际动手操作和理论相结合的重要性,在老师的耐心帮助下,自己的认真努力下,最终得到圆满。
经过这次的课程设计让我受益匪浅!
其一,我们必须掌握一些必备的常识,比如,三极管引脚的判定以及电阻值的判定。
其二,我们必须用科学的态度对待我们在实验中所遇到的问题不能以“人品之类”话而敷衍过,应该以作为一个工程人员应用的素质去面对,发现问题,解决问题。
在实验时应保持冷静,测试有条理。
遵循物质客观规律,不随便改写实验数据。
其三,自己平时要多动手、多动脑,这样当问题来临时你就不会手忙脚乱。
比如在焊接时,要细心,以免元器件的虚焊,以及焊接点之间是否会连接等。
其四,要注意试验安全,不要轻易地尝试不安全接法。
在做设计时必须讲求产品的实用性及美观性。
这就要求我们对所需器件进行合理布置。
这次的课程设计让我明白了很多道理,首先做事不能马虎,要有耐心与细心,更要有信心,由于我开始的不细心,以致造成后来的又重新买了器件与焊接。
其次,要谦虚,要多看,多问,不能认为自己的一定是对的,要多虚心的向别人请教,有时候你的作品可能就是一个很小的问题,但如果你自己一直闷在那里,就会浪费很多时间与精力。
第三,要有足够的耐心与耐力,要让心静下来,要耐得住寂寞。
参考文献
[1].《数字电子技术》杨志忠主编;高等教育出版社。
[2].《PROTEL99SE原理图与PCB及仿真》清源计算机工作室编;机械工业出版社。
[3].《电工电子实训教程》熊辛明主编;清华大学出版社。
[4].《电子线路设计、实验、测试》谢自美主编;第三版,华中科技大学出版社
附录
1原理图
2作品完成图
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- 关 键 词:
- 课程设计 抢答