八路抢答器实验报告.docx
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八路抢答器实验报告.docx
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八路抢答器实验报告
课程设计报告
课程名称:
电子技术课程设计
设计题目:
八路抢答器
专业:
自动化
班级:
二班学号:
学生姓名:
时间:
2016年10月24日~11月25日
―――――――以下指导教师填写―――――
分项成绩:
出勤成品答辩及考核
总成绩:
总分成绩
指导教师:
课程设计报告要求和成绩评定
1报告基本内容
前言,目录,任务书,正文,参考文献。
2书写用纸
A4复印纸。
3书写要求
主要部分手工双面或单面书写(计算机绘图等指定内容可打印),字迹清楚,每页20行左右,每行30字左右,排列整齐;页码居中写在页面下方;纸面上下左右4侧边距均为2厘米。
前言和目录合写作为第一页;参考文献接正文书写,不另起页。
公式单占一行居中书写;插图要有图号和图题,图号和图题书写在插图下方;表格要有表号和表题,表号和表题在表格上方书写;物理量单位和符号、参考文献引用和书写以及图纸绘制要符合有关标准规定;有关细节可参考我院《毕业设计成品规范》。
4装订
装订顺序:
封面,前言和目录,任务书,正文及参考文献,图纸,封底;左边为装订边,三钉装订,中间钉反向装订。
5成绩评定
课程设计成绩由出勤(10分)、报告书写规范性及成品[注]质量(30分)、答辩及考核(60分)三部分成绩合成后折合为优秀(90-100分)、良好(80-89分)、中(70-79分)、及格(60-69分)或不及格(60分以下)。
注:
成品含义由课程设计任务书规定,除课程设计报告外,还可以包括图纸、计算机程序、制作品、实验或测试方案等。
郑州大学电气工程学院
电子课程设计前言
电子课程设计是学生在修完“数字电子技术基础”、“模拟电子技术基础”和“电子技术基础实验”后开设的设计课程。
目的是锻炼学生综合运用电子技术基础知识以及动手的能力,提高学生使用中规模集成芯片以及调试较大型电子系统的能力,同时了解基本逻辑单元电路在实际生活中的应用,为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。
通过课程设计,使学生加强对数字及模拟电子技术的理解,学会查阅资料、方案比较、方案选择以及原理图设计、计算、制作、调试等基本技能,增强分析、解决实际问题的能力。
1、任务书…………………………………………………………………………2
1.1电子课程设计任务及要求…………………………………………………2
2、正文及参考文献………………………………………………………………4
2.1设计指标……………………………………………………………………4
2.2设计思想及设计框图………………………………………………………4
2.3元件参数、型号及逻辑功能表……………………………………………6
2.4电路仿真图及原理分析……………………………………………………11
2.4.1功能电路…………………………………………………………………11
2.4.2控制电路…………………………………………………………………11
2.5安装调试……………………………………………………………………14
2.6参考文献……………………………………………………………………14
1、任务书
1.1郑州大学电气工程学院
电子课程设计任务及要求
一、课程设计的任务及要求
1、根据课题任务进行设计并绘制电路原理图。
2、根据原理图,用相关元器件搭建并测试电路,制作实物。
3、撰写设计报告(交打印稿)。
4、设计报告格式要求:
①课题任务的相关参数与指标。
②选择集成电路芯片,列出材料清单。
③绘制EDA电路原理图,分析电路工作原理。
④测试逻辑功能,描述调试方法。
⑤写出心得体会。
二、课程设计成品要求
1、课程设计报告1份;
2、制作成品1套。
三、参考资料
康华光.电子技术基础(数字部分).北京:
高等教育出版社
四、进度安排
进行时间:
四周
第一周:
领元器件及工具;下达设计任务;查资料、方案设计、原理图设计;
第二周:
设计方案,检查设计方案;
第三周:
安装、调试,实现各项功能要求;
第四周:
撰写设计报告,提交实验报告。
2、正文及参考文献
2.1设计指标
本次电子课程设计的指标是:
(1)在主持人未按下抢答按钮时,同时未按下计时按钮时,抢答无效。
显示为:
显示屏显示组号,红灯亮,喇叭蜂鸣。
(2)在主持人按下抢答按钮时,但未按下计时按钮时,抢答同样无效。
显示为:
显示屏显示组号,红灯亮,喇叭蜂鸣。
(3)在主持人按下抢答按钮时,并按下计时按钮后,抢答有效。
仅显示第一个进行抢答组的组号,其他组抢答无效。
显示为:
显示屏显示第一个进行抢答组的组号,绿灯亮,喇叭蜂鸣。
(4)主持人按下抢答按钮时,显示屏显示数字清零,喇叭停止蜂鸣。
亦作清零键。
2.2设计思想及设计框图
本次课程设计,充分利用了各种芯片的功能,并对电路加以设计,实现了所需要的功能。
通过锁存器、编码器、译码器使选手号码显示在七段数码管上,通过555定时器来定时,通过多谐振荡电路使喇叭发出声响,通过JK触发器使锁存器锁存并且使电路复位。
抢答部分——将抢答按钮先直接与锁存器相连,将最先抢答的选手的编号锁定,再依次经过优先编码器和七段显示译码器,最后将抢答选手的编号用数码管显示出来,同时由优先编码器反馈的信号和定时部分信号触发红绿灯及报警器。
正常抢答绿灯亮,喇叭发出蜂鸣;非正常抢答红灯亮。
定时报警部分——经过复位开关和定时开关启动定时电路,定时电路由单稳态触发器组成,同时与抢答部分反馈信号同时作用控制多谢振荡器即报警器。
另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路的控制。
设计框图:
2.3元件参数、型号及逻辑功能表
1.元件参数、型号及逻辑功能表
(1)所需要的元件有:
电源(5V直流)、开关、74LS373、74LS148、CD4511、74LS76、74LS00、74LS32、555定时器(两片)、电阻(1K欧1个、300欧9个、5.1K欧2个、4.3K欧1个、24K欧1个)、排阻(8引脚1K欧1个)、电容(0.01
μF2个、0.033μF2个)、电解电容(230μF1个)、红灯(1个)、绿灯(1个)、喇叭(1个)、三极管(NPN1个)、七段共阴极数码管(1个)、导线若干。
(2)各元件的逻辑功能:
1)74LS373芯片:
其引脚图如图2.3-1。
引出端符号:
D0~D7数据输入端、OE三态允许控制端(低电平有效)、LE锁存允许端、O0~O7输出端
当锁存允许端LE为高电平时,O随数据D而变。
当LE为低电平时,O被锁存在已建立的数据电平。
其真值表如表2.3-1:
表2.3-1:
74LS373真值表:
Dn
LE
OE
On
H
H
L
H
L
H
L
L
X
L
L
Q0
X
X
H
图2.3-1:
74LS373引脚
高阻态
2)74LS148为8—3线二进制编码器。
其管脚图如图2.3-2,其真值表如表2.3-2。
为输入使能端
为输出使能端
是选通输出端
是输出标志位
图2.3-2:
74LS148管脚图
表2.3-2:
74LS148真值表:
输入
输出
IS
0
1
2
3
4
5
6
7
A2
A1
A0
H
X
X
X
X
X
X
X
X
H
H
H
H
H
L
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
L
L
X
X
X
X
X
X
X
L
L
L
L
L
H
L
X
X
X
X
X
X
L
H
L
L
H
L
H
L
X
X
X
X
X
L
H
H
L
H
L
L
H
L
X
X
X
X
L
H
H
H
L
H
H
L
H
L
X
X
X
L
H
H
H
H
H
L
L
L
H
L
X
X
L
H
H
H
H
H
H
L
H
L
H
L
X
L
H
H
H
H
H
H
H
H
L
L
H
L
L
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
L
H
H-高电平L-低电平X-任意
3)CD4511芯片是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的BCD码—七段码译码器。
其真值表如表2.3-3,引脚图如图2.3-3。
表2.3-3:
CD4511真值表:
图2.3-3:
CD4511引脚图
4)74LS76芯片为JK触发器,其真值表如表2.3-4,引脚图如图2.3-4。
表2.3-4:
78LS76真值表:
图2.3-4:
74LS76引脚图
5)74LS00芯片:
是四组两输入端的与非门芯片。
其真值表如表2.3-5所示,引脚图如图2.3-5所示。
表2.3-5:
74LS00真值表:
图2.3-5:
74LS00管脚图
6)74LS32芯片:
是四组两输入端的或门芯片。
其真值表如表2.3-6所示,引脚图如图2.3-6所示。
表2.3-6:
74LS32真值表:
图2.3-6:
74LS32引脚图
2.4各部分电路及原理分析
2.4.1功能电路:
通过5V电源、开关、排阻与锁存器的连接,在抢答按钮不按下时,锁存器所有管脚均为高电平;当有组别抢答按钮按下时,所按下的电平为低电平,并在第一组按下的一瞬间,通过控制电路JK触发器输送的信号返回到锁存器使能端,锁存器将第一个按下抢答按钮的组别的那一路低电平锁存,其他组别低电平被阻挡在锁存器外无法进入下一步电路。
当电平输送到编码器时,编码器对其进行编码,再将编码后的信号输送到7段译码器进行译码,通过译码的结果,显示屏进行显示。
2.4.2控制电路:
当按下复位键后,通过JK触发器使锁存器74LS373的使能端为高电平,锁存器能进行工作。
当按下定时器开关时,由555构成的定时器产生一个脉冲,即定时时间T。
在时间T内,当有选手按下抢答时,其编号通过74LS373传到74LS148对其进行编码,同时其输出使能端变为低电平使JK触发器触发,将74LS373使能端变为低电平,使其锁存,其他选手再抢答时时不再通过。
555定时器和74LS148共同控制经过两个与非门后使绿灯变亮。
当选手在定时时间T之外抢答时,有定时器发出低电平,经JK触发器后变为高电平,是红灯变亮。
控制红灯与绿灯的电平信号经过或门后与多谐振荡器相连,所以无论红灯或绿灯亮,都能使多谐振荡器工作,即都能使喇叭发出声音。
仿真电路图如图2.4-1:
图2.4-1
仿真试验结果如图2.4-2(绿灯亮,第一组抢答成功)、2.4-3(红灯亮,第二组抢答失败):
图2.4-2
图2.4-3
2.5安装调试
在模拟仿真实验成功后,开始了安装与调试的过程。
过程持续大约一周。
在本组的安装与调试过程中,出现了一些功能与设想不符合的情况。
本组认真对所有的问题加以排查,最终得出正常工作且能实现预想功能的电路。
本组在实际接线的时候遇到了一些问题,在此挑典型错误做一些阐述:
例如本组在进行锁存器连接并检查无误后,无法实现预想功能。
具体表现为:
在按下1通道的按钮后,显示屏出现了数字9。
这与预想情况不符。
在利用万能电表对锁存器,编码器,译码器相关管脚进行逐一排查之后,发现在按下1通道的按钮之后,锁存器的1通道与2通道均出现低电平。
这表示该74LS373锁存器是损坏的。
在更换了新的锁存器之后,该情况被解决。
另外,接线过程中,也清楚了走线清晰对于一个电路板的重要性。
充分安排导线的走线位置,对功能分析以及故障排查有着非同寻常的意义。
2.6参考文献
康华光.电子技术基础(数字部分).北京:
高等教育出版社
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- 关 键 词:
- 八路 抢答 实验 报告