多路數(shù)字定時(shí)搶答器設(shè)計(jì)仿真與制作

1、武漢理工大學(xué)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué) 號(hào)： 課 程 設(shè) 計(jì)題 目多路數(shù)字定時(shí)搶答器設(shè)計(jì)仿真與制作學(xué) 院專 業(yè)班 級(jí) 姓 名指導(dǎo)教師2015年 7 月 11 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目: 多路數(shù)字定時(shí)搶答器設(shè)計(jì)仿真與制作 初始條件： 本課程設(shè)計(jì)，要求用集成電路：74LSl48，74LS279，74LS48，74LSl92，NE555，74LS00，74LSl21 和其它器件等，實(shí)現(xiàn)八路定時(shí)搶答功能。用蜂鳴器作聲電器件，工作電源Vcc 為+5V。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、課程設(shè)計(jì)工作量：

2、1 周內(nèi)完成對(duì)多路數(shù)字定時(shí)搶答器的設(shè)計(jì)、仿真、裝配與調(diào)試。2、技術(shù)要求： 可同時(shí)供8 名選手（或代表隊(duì)）參賽，其編號(hào)分別是0 到7，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)。給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零(編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈)和搶答的開始。 搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并數(shù)碼管上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出聲音提示；同時(shí)封鎖輸入電路，禁止其它選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定(如30 秒)。當(dāng)主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，要求定時(shí)器立即進(jìn)

3、行減計(jì)時(shí)，并用顯示器顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)時(shí)間05 秒左右。 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止；如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，而沒有選手搶答時(shí)，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)進(jìn)行短暫的報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。 確定設(shè)計(jì)方案，按功能模塊的劃分選擇元、器件和中小規(guī)模集成電路，設(shè)計(jì)分電路，畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。3、查閱至少5 篇參考文獻(xiàn)。按武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告書。全文用A4 紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。時(shí)間安排：1） 第1-2 天，

4、查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)原理。2） 第3-4 天， 方案選擇和電路設(shè)計(jì)仿真。3） 第4-5 天， 電路調(diào)試和設(shè)計(jì)說明書撰寫。4） 第6 天，上交課程設(shè)計(jì)成果及報(bào)告，同時(shí)進(jìn)行答辯。 指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年月日武漢理工大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說明書目錄目錄1摘要2多路數(shù)字定時(shí)搶答器3一、多路數(shù)字定時(shí)搶答器電路設(shè)計(jì)31.1搶答器的功能要求31.2搶答器的組成結(jié)構(gòu)3二、原理電路設(shè)計(jì)52.1搶答電路設(shè)計(jì)52.2秒脈沖電路設(shè)計(jì)92.3定時(shí)電路設(shè)計(jì)102.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì)122.5整體電路設(shè)計(jì)13三、 仿真軟件Proteus153.1 Proteus的簡(jiǎn)介153.2 Prot

5、eus功能特點(diǎn)15四、 課程設(shè)計(jì)小結(jié)16參考文獻(xiàn)16附錄一：元器件清單17附錄二：實(shí)物圖19本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表20摘要 多路數(shù)字定時(shí)搶答器設(shè)計(jì)仿真與制作是基于74LSl48、74LS373、74LS48、74LSl92、NE555、74LS04、74LSl21、7段數(shù)碼管設(shè)計(jì)的。該搶答器除具有基本的搶答功能外，還具有定時(shí)、計(jì)時(shí)和報(bào)警功能。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)搶答時(shí)間，系統(tǒng)將自動(dòng)倒計(jì)時(shí)，8位選手可以進(jìn)行搶答。若規(guī)定時(shí)間內(nèi)有選手搶答則數(shù)碼管顯示編號(hào)且計(jì)時(shí)停止，再搶答無(wú)效；若規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)人搶答，蜂鳴報(bào)警器響起，提示本輪搶答無(wú)效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 搶答器的搶答按鍵是由八個(gè)開關(guān)組模擬，經(jīng)過74

6、LS148編碼器、74LS373鎖存器、74LS48譯碼器和7段數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)，倒計(jì)時(shí)功能所用的時(shí)鐘信號(hào)是由555振蕩器改造的多諧振蕩器輸出的，輸出的信號(hào)與兩個(gè)74LS192相連，通過置數(shù)功能調(diào)整倒計(jì)時(shí)周期，與74LS192相連的是74LS48譯碼器和7段數(shù)碼管。整個(gè)電路由一個(gè)電源和一個(gè)單刀雙擲開關(guān)控制的，扮演了裁判的角色。關(guān)鍵詞：八路、搶答器、定時(shí)、倒計(jì)時(shí)、報(bào)警器 多路數(shù)字定時(shí)搶答器一、多路數(shù)字定時(shí)搶答器電路設(shè)計(jì)1.1搶答器的功能要求 1.設(shè)計(jì)一個(gè)多路數(shù)字定時(shí)搶答器，可同時(shí)供8人或8隊(duì)參加比賽，它們的編號(hào)分別是0，1，2，3，4，5，6，7，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是

7、S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 。 2.給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。 3.搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能，搶答開始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)蜂鳴報(bào)警器發(fā)聲提示。此外要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 4.搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可由主持人設(shè)定（如30s)。當(dāng)節(jié)目主持人按下“開始”按鈕后，要求定時(shí)器立即開始倒計(jì)時(shí)，并在數(shù)碼管上顯示。 5.參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，

8、數(shù)碼管顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 6.如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒有選手搶答，則本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示“00”。1.2搶答器的組成結(jié)構(gòu)搶答器的總電路框圖如圖1所示，由主體電路和拓展電路兩部分組成，主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答按鈕時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，能同時(shí)封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能。 如圖所示定時(shí)搶答電路的工作過程是：接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止功能工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)顯示器上顯示設(shè)定的時(shí)間，當(dāng)節(jié)目主

9、持人宣布搶答題目后，說一聲“搶答開始”，同時(shí)控制開關(guān)撥到“開始”的位置，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)。定時(shí)器時(shí)間到，卻沒有選手搶答時(shí)，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答按鈕時(shí)，搶答器要完成以下三項(xiàng)工作： 1.優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)； 2.控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答； 3.控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當(dāng)選手回答問題完畢時(shí)，主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。八D鎖存器優(yōu)先編碼器譯碼電

10、路譯碼顯示搶答按鈕按鈕脈沖產(chǎn)生電路主持人控制開關(guān)定時(shí)電路譯碼電路顯示電路集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器報(bào)警電路圖1 總電路框圖二、原理電路設(shè)計(jì)2.1搶答電路設(shè)計(jì) 搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨選手按鈕的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按按鈕操作無(wú)效。選用優(yōu)先編碼器74LS148和八D鎖存器74LS373、74LS48譯碼器與共陰極數(shù)碼管等實(shí)現(xiàn)該電路，如圖2所示。 圖2 搶答電路仿真圖及原理圖工作原理：一開始，主持人開關(guān)S置于0，E0與開關(guān)信號(hào)經(jīng)過異或門連接74LS373的使能端LE使74LS373處于鎖存狀態(tài)，搶答無(wú)效。當(dāng)主持人將開關(guān)置于1，74LS373使能，當(dāng)任意一個(gè)

11、選手按下?lián)尨鸢粹o后，73LS373開始工作，與相應(yīng)輸入的輸出端口被置低電平，低電平經(jīng)過74LS148編碼后輸出的是一組與輸入對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)，反相后經(jīng)過譯碼顯示電路將對(duì)應(yīng)的編號(hào)顯示出來(lái)。由于此時(shí)74LS148工作，根據(jù)其功能表可知其E0輸出高電平，與開關(guān)信號(hào)經(jīng)過異或門后鎖存搶答信號(hào)，此時(shí)由于EO與開關(guān)信號(hào)同為高電平，因此使LE=0，再次將74LS373鎖存，即使其他選手再按動(dòng)按鈕，也不會(huì)再有輸出。這樣，一輪搶答完成，當(dāng)主持人將開關(guān)置于0時(shí)，74LS373輸出全為1，EO=0，使數(shù)碼管燈全滅，并且74LS373進(jìn)入鎖存狀態(tài)。等待下一輪搶答的開始。使用的優(yōu)先編碼器74LS148和八D鎖存器74L

12、S373、74LS48譯碼器與共陰極數(shù)碼管的引腳圖和功能表如下所示：（1） 優(yōu)先編碼器74LS148的引腳圖和功能表 74LS148 是八線-三線優(yōu)先編碼器，該編碼器由8 個(gè)信號(hào)輸入端，3 個(gè)二進(jìn)制輸出端，輸入輸出均為低電平有效。EI 為輸入使能端，低電平有效，當(dāng)EI 為低電平時(shí)，編碼器處于工作狀態(tài)；EO 為輸出使能端，只有在EI=0，且所有輸入都為1 時(shí)，輸出為0；GS 表征編碼器的工作狀態(tài)，當(dāng)且僅當(dāng)EI 為低電平，且輸入至少有一各為有效電平時(shí)，GS 才有效。因此，可根據(jù)EI、EO、GS 功能擴(kuò)展端的特點(diǎn)，對(duì)電路進(jìn)行相應(yīng)控制。編碼器在搶答電路中功能是判斷搶答者的編號(hào)。它的引腳圖如圖3所示，功

13、能表如表1所示。 圖3 74LS148引腳圖 表1 74LS148功能表（2） 八D鎖存器74LS373的引腳圖和功能表 74LS373是常用的八D鎖存器，它的引腳圖如圖4所示，功能表如表2所示。 由功能表可以看出鎖存端LE 由高變低時(shí)，輸出端8 位信息被鎖存，直到LE 端再次有效。 當(dāng)三態(tài)門使能信號(hào)OE為低電平時(shí)，三態(tài)門導(dǎo)通，允許O0O7輸出，OE為高電平時(shí)，輸出懸空。當(dāng)74LS373用作地址鎖存器時(shí)，應(yīng)使OE為低電平，此時(shí)鎖存使能端C為高電平時(shí)，輸出O0O7 狀態(tài)與輸入端D1D7狀態(tài)相同；當(dāng)C發(fā)生負(fù)的跳變時(shí)，輸入端D1D7 數(shù)據(jù)鎖入O0O7。 圖4 74LS373引腳圖 表2 74LS37

14、3功能表（3） 74LS48譯碼器的引腳圖七段顯示譯碼器74LS48輸出高電平有效，用以驅(qū)動(dòng)共陰極顯示器。/為消隱輸入端（低電平有效）/脈沖消隱輸出端（低電平有效），為燈測(cè)試輸入端（低電平有效），為脈沖消隱輸入端（低電平有效），當(dāng)=0時(shí)，ag全為0.數(shù)碼管顯示全滅。引腳圖如圖5所示。 圖5 74LS48引腳圖 （4） 共陰極數(shù)碼管的引腳圖 共陰數(shù)碼管由74LS48譯碼器輸出高電平驅(qū)動(dòng)，以顯示已搶答選手的編號(hào)。引腳圖如圖6所示。 圖5 共陰數(shù)碼管引腳圖2.2秒脈沖電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一個(gè)秒脈沖電路為下面的定時(shí)電路提供CP脈沖，使用的是NE555制作脈沖產(chǎn)生電路，如圖6所示為用NE555設(shè)計(jì)的秒脈沖產(chǎn)生

15、電路，圖7為用Proteus仿真出來(lái)的秒脈沖信號(hào)。定時(shí)電路的要求是需要產(chǎn)生周期為一秒CP脈沖信號(hào)，所以頻率需要設(shè)計(jì)的是產(chǎn)生頻率為1Hz 。圖中電容C1的充放電時(shí)間分別是：t1=(R5+R7)C3ln20.7(R5+R7)C3，t2=R7C3ln20.7R4C3所以NE555的3端輸出的頻率為： f=1/(t1+t2)1.43/(R5+2R7)C3所以可知應(yīng)采用電阻和電容值分別為:R5=15K，R7=64K，C3=10uf,滿足上式，即得到的是秒脈沖，該電路中，電容C4的作用是抗干擾。 圖6 秒脈沖電路圖 圖7 產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)仿真 2.3定時(shí)電路設(shè)計(jì)搶答過程中有時(shí)間限制，需設(shè)計(jì)倒計(jì)時(shí)電路即定時(shí)電

16、路，選用十進(jìn)制同步加/減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供，倒計(jì)時(shí)電路的實(shí)現(xiàn)主要依靠74LS192的減法計(jì)數(shù)功能，所需的CP脈沖信號(hào)由555振蕩電路提供。74LS192是具有置數(shù)和清零功能的同步十進(jìn)制減計(jì)數(shù)器。74LS192引腳圖和功能表如圖8和表3，設(shè)計(jì)的定時(shí)電路如圖9。74LS192芯片P0，P1，P2，P3為預(yù)置數(shù)輸入端，Q0，Q1，Q2，Q3為計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)輸出端，為借位輸出端（低電平有效），為進(jìn)位輸出端（低電平有效）。 圖8 74LS192引腳圖 表3 74LS192功能表 圖9 定時(shí)電路 定時(shí)電路實(shí)現(xiàn)的基本功能： （1）主持人將控制開關(guān)撥到“開始”位置時(shí)，定時(shí)

17、器電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)即開始進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。 （2）當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答按鈕時(shí)，定時(shí)器電路停止工作并且鎖存搶答時(shí)刻剩余時(shí)間。 （3）當(dāng)設(shè)計(jì)的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，定時(shí)電路停止工作即顯示00。 定時(shí)電路的工作原理：74LS192具有預(yù)置數(shù)功能，通過74LS192的置數(shù)端主持人根據(jù)需求將初始時(shí)間輸入，搶答開始前開關(guān)S置低電位，74LS192處于清零鎖存狀態(tài)，當(dāng)主持人將開關(guān)置于高電平此時(shí)，由秒脈沖電路產(chǎn)生的秒脈沖信號(hào)進(jìn)入74LS192，使芯片由預(yù)置數(shù)進(jìn)入減計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)態(tài)，若沒有選手搶答，一直減計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)至00時(shí)觸發(fā)報(bào)警電路蜂鳴器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，同時(shí)計(jì)數(shù)高位TCD由高電平變成低電平，阻止了秒脈沖信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)

18、器，計(jì)數(shù)器停止工作。若計(jì)時(shí)期間有人搶答，74LS11的4輸入由高電平變成低電平，同樣使減計(jì)數(shù)器停止計(jì)時(shí)，顯示器上顯示此刻剩余時(shí)間。2.4 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 由于設(shè)計(jì)要求電路中添加報(bào)警電路，即可用NE555驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。555定時(shí)器是一種集模擬、數(shù)字于一體的中規(guī)模集成單路，其應(yīng)用極為廣泛。集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121的輸入端接收到高電平時(shí)，會(huì)使其產(chǎn)生單個(gè)周期為0.5S的脈沖，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出聲響，即實(shí)現(xiàn)了蜂鳴報(bào)警器發(fā)聲提示的功能。555芯片的引腳圖如圖10，報(bào)警電路的設(shè)計(jì)電路圖如圖11。 圖10 555引腳圖 圖11 報(bào)警電路2.5整體電路設(shè)計(jì)通過設(shè)計(jì)完成多路數(shù)字搶答器的仿真和制作，實(shí)現(xiàn)了8

19、人搶答、主持人控制電路的正常工作、定時(shí)電路的定時(shí)功能、秒脈沖電路的產(chǎn)生脈沖信號(hào)功能、報(bào)警電路的報(bào)警功能、搶答后的鎖存功能等。先設(shè)計(jì)出各分電路圖并使各部分功能可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，再通過使用仿真軟件Proteus來(lái)進(jìn)行整個(gè)電路的仿真，最后設(shè)計(jì)出總的電路圖，并實(shí)現(xiàn)所要求設(shè)計(jì)的所有功能。設(shè)計(jì)的總電路圖如圖12所示。下面是多路數(shù)字搶答器功能的實(shí)現(xiàn)過程的描述及實(shí)現(xiàn)的原理和方式：8個(gè)選手分別對(duì)應(yīng)8 個(gè)搶答按鈕S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7，搶答后顯示器上顯示的分別是0、1、2、3、4、5、6、7。主持人按下復(fù)位開始按鍵對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行“清零”，輸出低電平，分為3路：一路低電平輸出到計(jì)數(shù)器74LS19

20、2的端，而CR端也是低電平，所以使得對(duì)應(yīng)顯示器輸出預(yù)置的數(shù)據(jù)；另一路與74LS148的E0端異或后變?yōu)楦唠娖捷敵龅?4LS373的使能端LE，此時(shí)鎖存器不鎖存數(shù)據(jù)，所以搶答部分?jǐn)?shù)碼管無(wú)顯示即處于消隱狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了清零，同時(shí)，EO由高電平變成低電平，與清零端異或后輸出0，使74LS373處于鎖存狀態(tài)；三是與集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121相連，因?yàn)槭堑碗娖剿詻]有報(bào)警信號(hào)。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)搶答時(shí)間，此設(shè)定可以通過調(diào)節(jié)輸入兩片74LS192的四個(gè)輸入端P3、P2、P1、P0的高低電平來(lái)進(jìn)行（例如要設(shè)定時(shí)間為20秒,就將十位的74LS192的P3、P2、P1、P0分別置位為0、0、1、0，而將

21、各位的74LS192的P3、P2、P1、P0都置于0）。當(dāng)主持人宣讀完題目說“開始”并將開關(guān)置于“開始”位置后，輸出為高電平，此高電平有三路方向：一路輸出到集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121的輸入端，使其產(chǎn)生單個(gè)周期為0.5S的脈沖，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出聲響，即實(shí)現(xiàn)了蜂鳴報(bào)警器發(fā)聲提示的功能；另一路輸出到74LS192的端，使其處于高電平而根據(jù)秒脈沖電路信號(hào)開始減計(jì)數(shù)；還有一路與EO信號(hào)（此時(shí)為0）異或后將高電平輸入LE端，使八D鎖存器74LS373處于傳輸狀態(tài)，此時(shí)任何選手搶答有效。在搶答時(shí)間限制內(nèi)，若有任何一位選手按鍵搶答時(shí)，八D鎖存器74LS373工作，與輸入端相對(duì)應(yīng)的輸出端Q0Q7輸出相對(duì)應(yīng)的

22、低電平，此時(shí)鎖存器輸出的八位電平經(jīng)83八位優(yōu)先編碼器74LS148編碼輸出的A2A0再經(jīng)74LS86反相后成為與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制碼，此時(shí)將使得74LS148的管腳15（E0）的輸出由電低平變成高電平，輸出到74LS48的二進(jìn)制碼經(jīng)74LS48譯碼后輸出到七段共陰數(shù)碼管上，數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)的選手編號(hào)。而此時(shí)，74LS48的EO端輸出為高電平，主持人控制的開關(guān)出也輸出高電平，二者經(jīng)過異或門后輸出低電平，輸出到鎖存器74LS373的LE端，74LS373的鎖存端實(shí)現(xiàn)鎖存功能，其他選手若再按動(dòng)對(duì)應(yīng)按鈕也無(wú)對(duì)應(yīng)輸出，即實(shí)現(xiàn)了搶答功能；74LS148的E0段輸出高電平輸出到集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS

23、121的輸入端，使其產(chǎn)生單個(gè)周期為0.5S的脈沖，驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路發(fā)出聲響，即實(shí)現(xiàn)了蜂鳴報(bào)警器發(fā)聲提示的功能；74LS148的端輸出電平由高變低，與秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的秒脈沖相與后輸出為0，使得計(jì)數(shù)器74LS192的CPD端無(wú)脈沖輸入，計(jì)數(shù)器停止工作，保持原來(lái)顯示不變，即實(shí)現(xiàn)了暫停減計(jì)數(shù)使其記錄搶答時(shí)間的功能；若沒有選手按動(dòng)按鈕，則74LS373輸出全為高電平，74LS148也輸出高電平，E0端輸出低電平至74LS48的滅燈輸入RI/RBO端，使得信號(hào)經(jīng)74LS48到顯示器上時(shí)無(wú)顯示。若到定時(shí)部分計(jì)數(shù)器倒計(jì)時(shí)到00還無(wú)選手按動(dòng)按鈕的話，十位74LS192的借位輸出端輸出低電平，將此輸出低電平輸入到單

24、穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121的B端口，使其產(chǎn)生周期為0.5s的脈沖使蜂鳴報(bào)警器發(fā)聲提示，即實(shí)現(xiàn)無(wú)人搶答時(shí)搶答時(shí)間結(jié)束的提示功能。 圖12 總電路圖仿真圖 3、 仿真軟件Proteus本次課程設(shè)計(jì)使用的仿真軟件是Proteus，它可以很好地將設(shè)計(jì)出來(lái)的電路仿真出來(lái)，方便于對(duì)設(shè)計(jì)的各部分功能及總電路功能的檢驗(yàn)，并且成功的模擬出多路數(shù)字搶答器的各種功能要求。在這次數(shù)電課設(shè)中，自學(xué)了Proteus并且使用Proteus進(jìn)行設(shè)計(jì)的仿真，不僅學(xué)會(huì)了新的仿真軟件的使用，而且還方便了課程設(shè)計(jì)的進(jìn)行，自己在使用Proteus過程中雖然也會(huì)遇到問題，但是都能及時(shí)得以解決。下面對(duì)仿真軟件Proteus進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。3.

25、1 Proteus的簡(jiǎn)介Proteus軟件是英國(guó)Lab Center Electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051

26、、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯器。3.2 Proteus功能特點(diǎn) Proteus軟件具有其它EDA工具軟件的功能。這些功能是：原理布圖、PCB自動(dòng)或人工布線、SPICE電路仿真。 4、 課程設(shè)計(jì)小結(jié)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)是非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，本次課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)這門課程之后進(jìn)行的，是對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)的一次檢測(cè)。本次課程設(shè)計(jì)不僅使自己對(duì)數(shù)字電子技術(shù)這門課程所學(xué)的的理

27、論知識(shí)有更好的了解，而且也鍛煉了自己對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力，提高自己的設(shè)計(jì)能力，做到學(xué)以致用。本次課程設(shè)計(jì)的題目是多路數(shù)字搶答器的仿真設(shè)計(jì)和制作，需要實(shí)現(xiàn)8人搶答、定時(shí)、報(bào)警等功能，并運(yùn)用各種芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的搭建，運(yùn)用仿真軟件來(lái)仿真模擬搶答器的這些基本功能。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，首先要做的就是弄清楚課程設(shè)計(jì)的要求，認(rèn)真分析各部分功能的實(shí)現(xiàn)要求及原理，要理清思路再進(jìn)行各部分電路的搭建和實(shí)現(xiàn)，當(dāng)每部分功能都得以實(shí)現(xiàn)后再將這些分電路合成整個(gè)總的電路，這樣可以避免問題的出現(xiàn)，同時(shí)也方便于檢查電路的問題。在焊接實(shí)物之前，應(yīng)該先通過仿真軟件進(jìn)行仿真，當(dāng)仿真成功即各部分功能都可以實(shí)現(xiàn)后再進(jìn)行實(shí)物焊接。在完成本次

28、課程設(shè)計(jì)的過程中，更好地了解了各種芯片的功能，并且根據(jù)各芯片的功能來(lái)設(shè)計(jì)所需的電路，利用各芯片的不同功能來(lái)完成整個(gè)電路的設(shè)計(jì)，同時(shí)也是對(duì)所學(xué)的數(shù)電的理論知識(shí)進(jìn)行了很好的鞏固，在設(shè)計(jì)過程中，遇到?jīng)]學(xué)過的芯片就自己上網(wǎng)搜索并理解芯片功能，學(xué)到了很多新的東西。另外，還自學(xué)了仿真軟件Proteus并用來(lái)完成電路的仿真，在運(yùn)用的過程中雖然也會(huì)有不熟練的問題，但是還是很好地運(yùn)用了Proteus，所以，算是又學(xué)會(huì)了不少新的東西。當(dāng)然，在課程設(shè)計(jì)中也會(huì)遇到很多的問題，需要耐心去調(diào)試并找出問題所在，這樣可以學(xué)到更多的東西。 參考文獻(xiàn) 1數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) 伍時(shí)和 吳友宇 清華大學(xué)出版社2009.42童師白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)，第三版. 北京:高等教育版社