簡易三路搶答器課程設(shè)計(jì)

1、1目目 錄錄簡要.2 1 緒論.3 2 總體方案設(shè)計(jì)43 電路圖.53.1 四 D 觸發(fā)器 74LS17563.2 與非門 74LS20(邏輯器件).73.3 與非門 74LS00(集成 PLC).83.4 或非門 74LS54(邏輯器件).93.5 雙上升沿 D 觸發(fā)器74LS74.123.6 多諧振蕩器.133.7 由 74LS74 構(gòu)成的四分頻電路144 主要器件及重要元件的功能介紹 4.1 D 觸發(fā)器 4.2 與非門 24.3 或非門 4.電阻 4.電容 4.5 發(fā)光二極管 4.6 開關(guān) 4.三極管 4.蜂鳴器 5 總電路原理圖 6 心得與體會(huì) 參考資料 附錄計(jì)算及其補(bǔ)充知識(shí) 3簡易三

2、路搶答器簡易三路搶答器摘要本課程設(shè)計(jì)論文詳細(xì)的講述了我的本次課程設(shè)計(jì)的全過程和收獲。本文講述的三路搶答器主要是由；兩個(gè) D 觸發(fā)器 74LS175、以及一個(gè)四輸入與非門和四個(gè)雙輸入與非門和一個(gè)或非門構(gòu)成，共分為鎖存器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、分頻電路三部分，其中 74LS175 上的清零端由主持人控制，用來控制是否開始搶答，搶答開始時(shí)，由主持人按下復(fù)位開關(guān) S清除信號(hào)，當(dāng)主持人宣布“搶答開始”后，先做出判斷的選手立即按下開關(guān)，通過與非門送出信號(hào)并將其他選手鎖存，同時(shí)將信號(hào)送給發(fā)光二極管與喇叭，直到主持人再次清除信號(hào)為止。本文還記述了我在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)思路和每一步設(shè)計(jì)步驟，通過每一步的認(rèn)真的設(shè)計(jì)，

3、最終順利完成整個(gè)電路的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：三路搶答器，觸發(fā)器，脈沖發(fā)生器，74 系列芯片41 緒論關(guān)于這次設(shè)計(jì)的用于三人競賽搶答的器件，在現(xiàn)實(shí)生活中很常見，尤其是在隨著各種智益電視節(jié)目的不斷發(fā)展，越來越多的競賽搶答器被用在了其中，這種搶答器的好處是不僅能夠鍛煉參賽選手的反應(yīng)能力，而且能增加節(jié)目現(xiàn)場的緊張、活躍氣氛，讓觀眾看得更有情趣?？梢姄尨鹌髟诂F(xiàn)實(shí)生活中確實(shí)很實(shí)用，運(yùn)用前景非常廣泛。在知識(shí)競賽中，特別是做搶答題時(shí)，在搶答過程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要有一個(gè)系統(tǒng)來完成這個(gè)任務(wù)。如果在搶答中，只靠人的視覺是很難判斷出哪組先答題。因此設(shè)計(jì)搶答器時(shí)要考慮到這些方面，以便使比賽更加

4、公平、公正。這次設(shè)計(jì)就是用幾個(gè)觸發(fā)器以及與非門巧妙的組合設(shè)計(jì)的搶答器，使以上問題得以解決，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。補(bǔ)充知識(shí)設(shè)置30 秒無人作答，自動(dòng)鎖存，見附頁。下面請看我的整體設(shè)計(jì)方案。52 總體方案設(shè)計(jì)以下是三路搶答器方案流程圖：圖 2由上圖可以看到這個(gè)方案非常的簡潔，下面我將結(jié)合具體元件給出此方案的詳細(xì)介紹：其中 F1 是 4D 觸發(fā)器 74LS175，它具有公共置零端和公共 CP 端，F(xiàn)2 是由發(fā)光二極管和蜂鳴器組成的聲光提示電路，F(xiàn)3 是由四 2 輸入與非門 74 LS 00 以及電容、電阻組成的多諧振蕩器，F(xiàn)4 是由雙 D 觸發(fā)器F1 搶答控制鎖存器F

5、3 多諧振蕩器選手搶答按鍵F2 聲光提示F4 分頻器主持人清零674 LS 74 組成的 4 分頻電路，F(xiàn)3、F4 組成搶答器中的 CP 時(shí)鐘脈沖源。搶答開始時(shí)，由主持人清除信號(hào)，按下控制開關(guān)，將開關(guān)置于“清零”位置。74 LS 175 的輸出 Q1Q4 全為 0，所有發(fā)光二極管 LED 均熄滅，蜂鳴器不發(fā)聲，搶答器處于禁止工作狀態(tài)。當(dāng)主持人宣布“搶答開始” ，同時(shí)將控制開關(guān)撥到“開始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)，首先作出判斷的參賽者立即按下開關(guān)，對應(yīng)的聲光提示電路作出反應(yīng)。同時(shí)，通過與非門送出信號(hào)鎖住其余 3 個(gè)搶答者的電路，不再接受其他信號(hào)，直到主持人再次清除信號(hào)為止。73 單元電路圖3.1

6、 四 D 觸發(fā)器 74LS1753.1.1 四 D 觸發(fā)器 74LS175 的引腳圖如圖 3.1.1 所示圖 3.1.13.1.2 四 D 觸發(fā)器 74LS175 的邏輯圖如圖 3.1.2 所示圖 3.1.283.1.3 四 D 觸發(fā)器 74LS175 的功能表如表 3.1.3 所示表 3.1.33.1.4 四 D 觸發(fā)器 74LS175 的真值表如表 3.1.4 所示表 3.1.493.2 與非門 74LS20（邏輯器件）3.2.1 與非門 74LS20 的引腳圖和功能表如圖 3.2.1 所示圖 3.2.13.2.2 三輸入 3 與非門 74LS10 的邏輯圖如圖 3.2.2 所示圖 3.2

7、.2103.3 二輸入端 4 輸入與非門 74LS00（PLC 器件）3.3.1 二輸入端 4 輸入與非門 74LS00 邏輯圖如圖 3.3.1 所示：圖 3.3.13.3.2 二輸入端 4 輸入與非門 74LS00 功能表如表 3.3.2 所示表 3.3.2113.4 雙上升沿 D 觸發(fā)器 74LS743.4.1 雙上升沿 D 觸發(fā)器 74LS74 邏輯圖如圖 3.4.1 所示圖 3.4.13.4.2 雙上升沿 D 觸發(fā)器 74LS74 功能表如表 3.4.2 所示表 3.4.2123.5 多諧振蕩器多諧振蕩器電路圖如圖 3.5 所示0.1uFCCap10KR5Res Tap8910U1CS

8、N74LS00N111213U1DSN74LS00N123U2ASN74LS00N圖 3.5多諧振蕩器用來產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，設(shè)置機(jī)械周期。133.6 由 74LS74 構(gòu)成的四分頻電路四分頻電路圖4CLK3D21Q5Q6CLRPRF4ASN74LS74AN10CLK11D1213Q9Q8CLRPRF4BSN74LS74AN+5 V圖 3.6四分頻電路使時(shí)鐘脈沖的周期變?yōu)榱嗽瓉淼乃谋丁?44 主要器件及重要元件的功能介紹在這次設(shè)計(jì)的用于競賽的搶答器，電路圖時(shí)很簡單，組成器件應(yīng)該說都是數(shù)電和模電中很常見的。4.1 D 觸發(fā)器10CLK11D1213Q9Q8CLRPRF4BSN74LS74AND 觸發(fā)器

9、如圖，其功能有： D 觸發(fā)器具有接收并記憶信號(hào)的功能，又稱為鎖存器。 D 觸發(fā)器屬于脈沖觸發(fā)方式。 D 觸發(fā)器不存在約束條件和一次變化現(xiàn)象，抗干擾性能強(qiáng)，工作速度快。圖 4.1 D 觸發(fā)器15而這次正是利用了的以上功能來構(gòu)成一個(gè)簡單的搶答器。4.2 與非門（兩種形式）4.3 或非門或非門4.4 電阻包括滑動(dòng)變阻器，普通電阻。4.5 電容主要用來構(gòu)成多諧振蕩器。4.6 發(fā)光二極管、蜂鳴器提示電路重要原件。4.7 開關(guān)4.8 三極管三極管165 總電路原理圖 圖 56 心得與體會(huì)學(xué)以致用還有很遠(yuǎn)的路要走學(xué)以致用還有很遠(yuǎn)的路要走親身實(shí)踐最能了解自己的知識(shí)水平親身實(shí)踐最能了解自己的知識(shí)水平網(wǎng)絡(luò)是個(gè)可以

10、請教的好老師網(wǎng)絡(luò)是個(gè)可以請教的好老師學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)基本知識(shí)有益提高實(shí)戰(zhàn)效率學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)基本知識(shí)有益提高實(shí)戰(zhàn)效率感謝這難得的課程設(shè)計(jì)感謝這難得的課程設(shè)計(jì)參考資料，何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社，2001 年 6 月，姚福安，電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2001年 10 月，王澄非，電路與數(shù)學(xué)邏輯設(shè)計(jì)實(shí)踐，東南大學(xué)出版社，1999年 10 月17，李銀華，電子線路設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社，2005年 6 月，盧菊洪，數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教程，科學(xué)出版 2003 年 8月，康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)，高教出版社，2003徐國華，模擬及數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程，200郭天祥單片機(jī)視頻，百度

11、電子知識(shí)網(wǎng)站1819附錄最小反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算1 多諧振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖的周期 T=1.4RC=1.4*10*0.1ms=1.4ms2 經(jīng)過四分頻電路后的時(shí)鐘脈沖的周期Tcp=4T=4*1.4ms=5.6ms3 最小反應(yīng)時(shí)間為Tm=Tcp=5.6ms20附錄附錄0.1uFCCap10KR5Res Tap231K3SW-SPDT231K2SW-SPDT231K1SW-SPDT+5V+5V1KR4Res2GNDSDS1LED0DS2LED0DS3LED01KR1Res21KR2Res21KR3Res2LS1SpeakerLS2SpeakerLS3SpeakerGNDVCCGNDCLR1CLK9D14Q12Q13D25Q27Q26D312Q310Q311D413Q415Q414VCC16GND8F1SN7