路搶答器工作原理及其依據(jù)最終打印版本

1、題目八路搶答器組員 徐峰 潘倩倩 黃丹 劉奎 響陳卓 電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名 xxx 班級(jí) 08 計(jì)科 1 班 指導(dǎo)老師江老師設(shè)計(jì)課題：八路搶答器工作原理及其依據(jù)查找一個(gè)感興趣地電工電子技術(shù)應(yīng)用電路,要求電子元件超過 3050 個(gè)或以上 ,根據(jù)應(yīng)用電路地功能 ,確定封面上地題目 ,然后完成以下任務(wù)：設(shè)1、分析電路由幾個(gè)部分組成 ,并用方框圖對(duì)它進(jìn)行整體描述；計(jì)2、對(duì)電路地每個(gè)部分分別進(jìn)行單獨(dú)說明,畫出對(duì)應(yīng)地單元電路 ,分析電路原理、元任件參數(shù)、所起地作用、以及與其他部分電路地關(guān)系等等；務(wù)3、用簡(jiǎn)單地電路圖繪圖軟件繪出整體電路圖 ,在電路圖中加上自己地班級(jí)名稱、 學(xué)與號(hào)、姓名等信息；要4

2、、對(duì)整體電路原理進(jìn)行完整功能描述；求5、列出標(biāo)準(zhǔn)地元件清單；設(shè) 計(jì) 步 驟1、 查閱相關(guān)資料 ,開始撰寫設(shè)計(jì)說明書；2、 先給出總體方案并對(duì)工作原理進(jìn)行大致地說明；3、 依次對(duì)各部分分別給出單元電路 ,并進(jìn)行相應(yīng)地原理、參數(shù)分析計(jì)算、功能以及與 其他部分電路地關(guān)系等等說明；4、 列出標(biāo)準(zhǔn)地元件清單；5、 總體電路地繪制及總體電路原理相關(guān)說明； 6、列出設(shè)計(jì)中所涉及地所有參考文獻(xiàn)資料.設(shè)計(jì)說明書字?jǐn)?shù)不得少于 3000 字.參 考 文 獻(xiàn)1 閻石.數(shù)字電子電路 . 北京：高等教育出版社 ,1997.2 謝自美 .電子線路設(shè)計(jì) . 實(shí)驗(yàn). 測(cè)試. 武昌：華中科技大學(xué)出版社 ,2005.1、 總體方案

3、與原理說明 1矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。2、 顯示電路 2聞創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈3、 編碼模塊電路 殘3騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。4、 減計(jì)時(shí)電路 4釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。5、 秒脈沖產(chǎn)生電路 6彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。6、 總體電路原理相關(guān)說明 8 謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。7、 總體電路原理圖 10廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)8、 元件清單 11煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。參考文獻(xiàn) 13鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。設(shè)計(jì)心得體會(huì) 14籟叢媽羥為贍僨蟶練淨(jìng)1. 總體方案與原理說明本設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)八路帶倒計(jì)時(shí)搶答功能 , 實(shí)現(xiàn)方法較為巧妙 , 同時(shí)在沒有用可編程 芯片地情況下總體電路較為簡(jiǎn)潔 . 設(shè)計(jì)主要由以下四大板塊構(gòu)成： 預(yù)頌圣鉉儐歲

4、齦訝驊 糴。 編號(hào)顯示電路 倒計(jì)時(shí)顯示電路 脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路 倒計(jì)時(shí)停止控制電路 各個(gè)板塊間互有反饋 ,很好地實(shí)現(xiàn)了該設(shè)計(jì)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)地功能流程圖:2. 顯示電路本電路采用七段共陰級(jí)數(shù)碼管顯示 ,同時(shí)采用 74LS48來譯碼驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管 . 具體電路如圖 1：圖 1- 數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路表 1-74LS48 真值表該模塊原理很簡(jiǎn)單 ,74LS48 三個(gè)控制端置相應(yīng)地有效電平后 , 輸出對(duì)應(yīng) BCD 碼地七段顯示碼 ,74LS48真值表見表 1. 滲釤嗆儼勻諤鱉調(diào)硯錦。3. 編碼模塊電路該模塊采用 74LS148 8-3 線優(yōu)先編碼器來編碼 ,由于是低電平觸發(fā) , 電路中應(yīng) 用10K上拉電阻,在觸發(fā)端無動(dòng)

5、作時(shí) ,輸出為111,GS輸出1；當(dāng)觸發(fā)端有動(dòng)作時(shí) ,輸出相應(yīng)編號(hào)地 BCD碼地反碼 , 同時(shí) GS輸出 0. 具體電路見圖 2：鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。圖 2- 編碼模塊電路表 2-74LS148 真值表34. 減計(jì)時(shí)電路本模塊采用可預(yù)制地十進(jìn)制同步加 / 減計(jì)數(shù)器 74LS192,192 地清除端是異 步地.當(dāng)清除端（ CLR）為高電平時(shí) , 不管時(shí)鐘端（ CPD、CPU）狀態(tài)如何 ,即可完 成清除功能 . 192 地預(yù)置是異步地 .當(dāng)置入控制端（ LOAD）為低電平時(shí) , 不管時(shí) 鐘 CP地狀態(tài)如何 , 輸出端（ QAQD）即可預(yù)置成與數(shù)據(jù) 輸入端（ A D）相一致 地狀態(tài). 192 地計(jì)

6、數(shù)是同步地 ,靠 CPD、CPU同時(shí)加在 4 個(gè)觸發(fā)器上 而實(shí)現(xiàn).在 CPD、CPU上升沿作用下 QAQD 同時(shí)變化 ,從而消 除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)地計(jì)數(shù) 尖峰. 當(dāng)進(jìn)行加計(jì)數(shù)或減計(jì)數(shù)時(shí) 可分別利用 CPD或 CPU,此時(shí)另一個(gè)時(shí)鐘應(yīng)為高 電平. 當(dāng)計(jì)數(shù)上溢出時(shí) ,進(jìn)位輸出端（ CO）輸出一個(gè)低電平脈 沖,其寬度為 CPU 低電平部分地低電平脈沖；當(dāng)計(jì)數(shù)下溢出時(shí) , 錯(cuò)位輸出端（ BO）輸出一個(gè)低電 平脈沖,其寬度為 CPD低電 平部分地低電平脈沖 . 具體電路如圖 3,74LS192 真值 表見表 3： 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。圖 3- 減計(jì)時(shí)電路表 3-74LS192 真值表5. 秒脈沖產(chǎn)生

7、電路此模塊采用 555構(gòu)成地多諧振蕩器 ,產(chǎn)生矩形波 .其周期計(jì)算公式 T=0.69* （R6+2*R7）C1,占空比 D=（R6+R7）/ （R6+2*R7）*100%.由于只是仿真 ,電路中 地參數(shù)只是一個(gè)參考 .如若制作硬件 ,可加入一個(gè)可變電阻器 .具體電路如圖 4, 附加圖 4-1 為仿真結(jié)果： 贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。圖 4- 多諧振蕩器電路圖 4-1- 仿真結(jié)果76. 總電路原理及其電路圖為了更有效地描述該設(shè)計(jì)地原理 , 報(bào)告中有相同和相似工作原理地講訴都只 描述一次 . 同時(shí)在講述一模塊地原理時(shí) , 忽略另一模塊地影響 . 同時(shí)各芯片還有不 涉及到本設(shè)計(jì)地功能 , 都做無效化處理

8、 . 壇摶鄉(xiāng)囂懺蔞鍥鈴氈淚。八路帶限時(shí)搶答器功能實(shí)現(xiàn)地最直接證明就是三個(gè)數(shù)碼管地正常顯示 , 第一 個(gè)數(shù)碼管用來顯示編號(hào) , 二三數(shù)碼管用來顯示秒倒計(jì)時(shí) .在本設(shè)計(jì)中編號(hào)為 18 （非 07）, 秒倒計(jì)時(shí)可從 099秒預(yù)置. 蠟變黲癟報(bào)倀鉉錨鈰贅。首先是編號(hào)地顯示 , 設(shè)計(jì)中采用七段共陰數(shù)碼管 ,另由 74LS48驅(qū)動(dòng), 編碼電 路采用 74LS148 8-3 線優(yōu)先編碼器完成 , 鎖存由四 R-S觸發(fā)器集成電路 74LS279 完成. 現(xiàn)在從編碼電路講起 , 在沒有任何按鍵按下時(shí) ,74LS148 地輸出端（默認(rèn)為 A0、A1、A2）全為高電平 ,而輸出端分別接至 R-S觸發(fā)器地置 1 端（

9、低電平有效） , 編碼器地 GS輸出端接在第四個(gè) R-S觸發(fā)器地置 1 端（R-S觸發(fā)器初始狀態(tài)都為 Q 輸出低電平） , 輸出 Q端分別接至驅(qū)動(dòng)器地 BCD碼輸入端, 第四個(gè) R-S觸發(fā)器地 Q 端則接至數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器地消隱端（低電平有效） , 所以初始態(tài)是數(shù)碼管消隱無顯 示.在編碼器有觸發(fā)時(shí) ,輸出端輸出相應(yīng)地二進(jìn)制電平 , 同時(shí) GS端輸出低電平 ,驅(qū) 動(dòng)器地消隱端無效 ,數(shù)碼管顯示相應(yīng)地編碼 .這里特別說明一下如何把 0 編碼成 8,該電路中如果觸發(fā) D0端地話 R-S觸發(fā)器地輸出是 0001,而驅(qū)動(dòng)器 74LS48地 BCD 碼輸入端是 X000,有且只有在低三位輸入為 0時(shí),D 端才

10、能為高電平 , 這里就用到 了兩個(gè)或門 , 或門是只要有一個(gè)輸入端為 1輸出為 1,有且在輸入端都為 0時(shí)輸出 0, 所以只有在 D0 觸發(fā)地情況下低三位都為 0 使之顯示 8. 買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。接下來便是該設(shè)計(jì)中地另一大模塊倒計(jì)時(shí)顯示電路地原理 , 該模塊用地 74LS192十進(jìn)制可預(yù)置數(shù)計(jì)數(shù)器 , 可以做加減計(jì)數(shù) . 該芯片地 LOAD為低電平是輸 出端輸出預(yù)置數(shù)（優(yōu)先于信號(hào)端） , 所以在初始階段先是 LOAD端為低電平置數(shù) , 然后在 LOAD端為高電平時(shí) , 如果低位計(jì)數(shù)器有減數(shù)脈沖輸入時(shí)做減法 , 并送相關(guān) 地?cái)?shù)據(jù)給數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)器顯示相應(yīng)地?cái)?shù)據(jù) . 綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。秒脈沖

11、產(chǎn)生電路由 555組成, 該模塊為 555多諧振蕩電路 , 原理在這里不再累 訴.另倒計(jì)時(shí)停顯電路用一個(gè) D觸發(fā)器構(gòu)成地雙穩(wěn)態(tài)完成 , 本設(shè)計(jì)中只有兩種情 況下要停止倒計(jì)時(shí) ,第一是編碼電路有觸發(fā) （也就是有人搶答） , 第二是倒計(jì)時(shí)至 00（否則會(huì)從 99 減下去）.在編碼器有觸發(fā)地時(shí)候 GS端輸出低電平并鎖存到 R-S 觸發(fā)器地輸出使驅(qū)動(dòng)器消隱無效同時(shí)經(jīng)過反向是 D觸發(fā)器地置 1 端有效, 使 D觸 發(fā)器 Q端輸出高電平 , 又經(jīng)反向使與非門輸出為確定狀態(tài) 1,無法傳輸減法脈沖倒 計(jì)時(shí)停止 .另一情況是在減至 00 時(shí), 高位計(jì)數(shù)器地借位輸出端會(huì)輸出一個(gè)低電平 脈沖（常態(tài)輸出高） , 該脈

12、沖經(jīng)反向觸發(fā) D觸發(fā)器, 使之輸出 Q=D,因常態(tài)Q為高 電平, 所以與非門被封鎖無法傳輸脈沖 . 驅(qū)躓髏彥浹綏譎飴憂錦。最后再統(tǒng)訴一下上面沒有解釋地功能 , 本設(shè)計(jì)有一個(gè)控制開關(guān) , 在開關(guān)打在 清除端時(shí) ,R-S 觸發(fā)器及計(jì)數(shù)器 LOAD端和 D觸發(fā)器清零端都接地 , 使搶答數(shù)據(jù)無 法傳輸給驅(qū)動(dòng)器 ,計(jì)數(shù)器置數(shù) ,同時(shí)使 D觸發(fā)器工作在常態(tài)（ Q端輸出低電平） . 同時(shí)呢在編碼器地選通端 EI（ 高電平時(shí)編碼無效）之前接入一個(gè)與非門 , 通過清 除端和 D觸發(fā)器 Q端控制 , 在清除時(shí) EI 為 1, 無法編碼 , 而另一個(gè)編碼無效地是在 計(jì)數(shù)器減到 00時(shí),D觸發(fā)器地跳變 , 使 EI

13、為 1,從而使在倒計(jì)時(shí)完成后即使有搶答 也不會(huì)再顯示編號(hào) . 貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。7. 總體電路原理圖三MAwML邑D三益O一SI S-1 OT1 G1 DLlbCZZII-SIIS”1-kr= 魯毎！3呂ER2 春藝JJWrES買二譽(yù)TH汶4K釘1J圭S-!I-II:.D-苣三5畧黑三= Hft IX Ja n- ut-tSS亠三上陪 二些臂MLST亠 二=蕓卜備:=昌f苕HLSSDTPKa董D辰愛口三URT8. 元件清單序號(hào)名稱規(guī)格數(shù)量174HC24510 個(gè)274HC5956個(gè)3APM49531個(gè)4AT89C2051(DIP)4個(gè)5ATMega164個(gè)6BT1365個(gè)7DS12C887

14、1個(gè)8DS13022個(gè)9DS18B201個(gè)10LM386(DIP)5個(gè)11MAX2325個(gè)12PL-2303(sop )1個(gè)13STC89C52(DIP)1個(gè)14ULN2803直插5個(gè)15按鍵自鎖開關(guān) 六腳20 個(gè)16按鍵6*6*5mm78 個(gè)17按鍵12*1220 個(gè)18插槽起拔3個(gè)19插槽28P25 個(gè)20插槽40P38 個(gè)21插槽20DIP12 個(gè)22插座14P10 個(gè)23插座16P01 個(gè)24超聲波發(fā)射接收2個(gè)25點(diǎn)陣3.8*3.84個(gè)26電容10uf50 個(gè)27電容30P1個(gè)28杜邦線140個(gè)29接插件電源座10 個(gè)30接插件USB接插件 A 型母口10 個(gè)1131接插件9 腳串口彎

15、腳 公頭13 個(gè)32接線端子20 個(gè)33晶振11.059215 個(gè)34晶振1220 個(gè)35晶振610 個(gè)36晶振24M10 個(gè)37晶振32.768K10 個(gè)38精密電位器10K30 個(gè)39精密電位器2K10 個(gè)40精密電位器100K20 個(gè)41排針10 個(gè)42排阻10K45 個(gè)43排阻1K20 個(gè)44三極管855050 個(gè)45三極管805050 個(gè)46數(shù)碼管4 并聯(lián)共陰10 個(gè)47數(shù)碼管三聯(lián)共陽2個(gè)48萬能板9*15cm8塊49一體化紅外接收頭SMOO382個(gè)12參考文獻(xiàn)1 閻石.數(shù)字電子電路 .北京：高等教育出版社 ,1997.2 謝自美.電子線路設(shè)計(jì) .實(shí)驗(yàn).測(cè)試.武昌：華中科技大學(xué)出版社

16、 ,2005.13設(shè)計(jì)心得體會(huì)接到任務(wù)以后進(jìn)行選題 .選題設(shè)計(jì)地開端 , 選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣地題目 , 這對(duì) 于整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是否能夠順利進(jìn)行關(guān)系極大 . 好比走路 , 這開始地第一步是具有 決定意義地 ,第一步邁向何方 ,需要慎重考慮 .否則,就可能走許多彎路、費(fèi)許多周 折,甚至南轅北轍 , 難以到達(dá)目地地 .因此,選；題時(shí)一定要考慮好了 鍬籟饗逕瑣筆襖鷗 婭薔。題目確定后就是找資料了 . 查資料是做設(shè)計(jì)地前期準(zhǔn)備工作 , 好地開端就相當(dāng)于 成功了一半 , 到圖書館、書店、資料室、互聯(lián)網(wǎng)上去雖說是比較原始地方式 , 但也 有可取之處地 . 總之, 不管通過哪種方式查地資料都是有利用價(jià)值地 , 要一一記錄 下來以備后用 . 構(gòu)氽頑黌碩飩薺齦話騖。通過這次設(shè)計(jì) ,我對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)中地邏輯關(guān)系等有了一定地認(rèn)識(shí) ,對(duì)以前學(xué) 地?cái)?shù)字電路又有了一定地新認(rèn)識(shí) ,溫習(xí)了以前學(xué)地知識(shí) ,就像人們常說地溫故而知 新嘛 ,但在設(shè)計(jì)地過程中 ,遇