四人搶答器電路設(shè)計報告數(shù)電課程設(shè)計

1、電子技術(shù)課程設(shè)計報告學(xué) 院：電氣與電子工程學(xué)院專業(yè)班級：電氣工程及其自動化學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：完成時間：2013年12月19日成 績： 評閱意見： 評閱教師 日期 目錄 四人搶答器電路設(shè)計報告 一. 設(shè)計要求.1 二設(shè)計的作用 目的1 三. 設(shè)計的具體實現(xiàn)1 1.系統(tǒng)概述1 2.單元電路設(shè)計與分析2 3.電路的安裝與調(diào)試6 節(jié)日彩燈控制電路設(shè)計報告 一. 設(shè)計要求.7 二設(shè)計的作用 目的7 三. 設(shè)計的具體實現(xiàn)7 1.系統(tǒng)概述7 2.單元電路設(shè)計與分析8 3.電路的安裝與調(diào)試10 溫度控制電路設(shè)計報告 一. 設(shè)計要求.10 二設(shè)計的作用 目的10 三. 設(shè)計的具體實現(xiàn)10 1.系統(tǒng)概述10 2

2、.單元電路設(shè)計與分析11 四心得體會、存在問題和進一步的改進意見等12五. 附錄13六. 參考文獻14 14 / 17文檔可自由編輯打印 四人搶答器電路的設(shè)計報告一. 設(shè)計要求1）搶答器最多可供4名選手參賽，編號為1-4號，各隊對應(yīng)用一個按鈕S1-S4中一個控制，并設(shè)置一個清零和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。2）搶答器具有鎖存功能，直到主持人，清零。3）開關(guān)S作為清零及搶答控制開關(guān)（由主持人控制），當開關(guān)S被按下時搶答電路清零，當開關(guān)S松開后這允許搶答，輸入搶答信號由搶答按鈕開關(guān)S1-S4實現(xiàn)。 4）有搶答信號輸入，即開關(guān)S1-S4中的任意一個開關(guān)被按下時，對應(yīng)的數(shù)碼顯示管就顯示幾號，此

3、時再按其它任何一個開關(guān)被按下均無效，指示燈依舊“保持”第一個開關(guān)按下時所對應(yīng)的狀態(tài)不變。二. 設(shè)計的作用、目的（1）掌握并應(yīng)用數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識。（2）了解數(shù)字電路設(shè)計的基本思想和方法，學(xué)會科學(xué)分析和解決問題。（3）熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片，并掌握其工作原理，進一步學(xué)會使用其進行電路設(shè)計。三. 設(shè)計的具體實現(xiàn)1 系統(tǒng)概述當主持人按下?lián)尨鹂刂瓢粹o后，四位選手搶答按動按鈕，當某一選手首先按搶答按鈕時，可通過觸發(fā)鎖存電路被觸發(fā)并鎖存，在輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的電平信息，同時為防止其他開關(guān)隨后出發(fā)而產(chǎn)生紊亂，最先產(chǎn)生的輸出電平又反過來將觸發(fā)電路鎖定，然后在譯碼器中譯碼，將觸發(fā)器輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需

4、要的邏輯狀態(tài)，最后在顯示電路中顯示出所按鍵選手的號碼。若有多個開關(guān)同時按，他們之間存在著隨機競爭的問題，結(jié)果可能是他們中的任意一個產(chǎn)生有效輸出。2.單元電路設(shè)計(或仿真)與分析（1）.74LS00 74LS00是兩輸入四與非門集成電路。當輸入端中有一個或一個以上輸入低電平時，輸出端為高電平；當輸入全部為高電平時，輸入為低電平。顯然、與非門是“與”邏輯的非運算，即“有0出1，全1出0”74LS00在本設(shè)計中充分發(fā)揮與非門的作用，將上一級的輸入信號傳入到一級，真正運用與非門“有0出1，全1出0”，為本設(shè)計提供方便。 74LS00（2）. 74LS20是一個雙4輸人與非門，即在一個集成塊內(nèi)含有兩個互

5、相獨立的與非門,每個與非門有4個輸入端。74LS20在本電路中只運用了一個輸出和四輸入，其它端子未能全總使用，根據(jù)閑置輸入端的要求連接，以不改變電路邏輯狀態(tài)及工作穩(wěn)定的原則，若輸入端口為“與”邏輯關(guān)系時，多余的輸入端可以懸空（但不能帶開路長線）通過個110K的電阻接電源正極，在前級驅(qū)動能力允許時，也可以并接到一個已被使用的高輸入端上。對于與非鬧中不能使用的與門，該與門至少一有一個輸入端接地。輸出端不允許直接電源或直接接地，否則可能使輸出級的管子因電流過大而損壞，輸出端可通過上拉電阻與電源正極相連，使輸出高電平提升。 74LS20 （3） 非門芯片74LS14 是一個6反向器， 引腳定義如下圖：

6、 74LS14 A端為輸入端，Y端為輸出端，一片芯片一共6路，即 1，3，5，9，11，13 為輸入端， 2，4，6，8，10，12 為輸出端，輸出結(jié)果與輸入結(jié)果反向。即如果輸入端為高電平， 那么輸出為低電平。 如果輸入低電平，輸出為高電平。（4） 74LS175的 邏輯引腳圖與功能表如下：圖1-6 74LS175的邏輯引腳圖74LS175是一個單向正沿觸發(fā)的四D 觸發(fā)器、互補輸出，有公用的時鐘和公用的清零。時鐘的觸發(fā)產(chǎn)生于特定的電壓電平上，同脈沖的正躍變時間無直接關(guān)系。當CP引腳輸入上升沿時，1D-4D被鎖存到輸出端（1Q-4Q）。不管時鐘輸入的電平是高或是低，D 輸入信號不影響輸出。電路通

7、電后，按下復(fù)位按鍵S，1Q、Q2、Q3、Q4輸出高電平，電路進入準備狀態(tài)。這時，假設(shè)有按鍵A被按下，4D的輸出將由低變成高電平，使4Q輸出為高電平經(jīng)過或門U3A驅(qū)動數(shù)碼管使數(shù)碼管顯示1（選手A的編號），同時使4Q(4Q非)輸出為低電平經(jīng)過與門U4A輸出低電平，此低電平與時鐘脈沖經(jīng)過與非門U2A形成一個上升沿作為74LS175 CLK的輸入。因為74LS175是下降沿觸發(fā)的，故按下除復(fù)位之外的任何的按鍵都將不會發(fā)生電路狀態(tài)的變化，即輸入被鎖定。達到了既定的功能目標。表4 74LS175功能表（5） 74LS48七段顯示譯碼器74LS48芯片是一個十進制（BCD）譯碼器，可用來驅(qū)動共陰極的發(fā)光二極

8、管顯示器。74LS48的內(nèi)部有升壓電阻，因此無需外接電阻（可直接與顯示器相連接）。74LS48其引腳圖如下圖，其功能表如下表 910111213141516 74LS48 4-7譯碼器/驅(qū)動器 GND87654321 圖2.4 74LS48引腳圖74LS48的功能表如下表所示。其中，A3A2A1A0為8421BCD碼輸入端，ag為7段譯碼輸出端。功能或數(shù)字輸 入輸 出顯示字型 a b c d e f g滅 燈試 燈動態(tài)滅零× ×0 ×0 0× × × ×× × × ×0 0 0 00（

9、輸入）100 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0滅燈8滅燈01234567891 11 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 111111111111 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 10 0 1 1

10、1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 10123456789 表2.3 74LS48的功能表常用的七段顯示器件：半導(dǎo)體數(shù)碼管將十進制數(shù)碼分成七個字段，每段為一發(fā)光二極管。半導(dǎo)體數(shù)碼管（或稱LED數(shù)碼管）的基本單元是PN結(jié)，目前較多采用磷砷化鎵做成的PN結(jié)，當外加正向電壓時，就能發(fā)出清晰的光線。單個PN結(jié)可以封裝成發(fā)光二極管，多個PN結(jié)可以按分段式封裝成半導(dǎo)體數(shù)碼管，其管腳排列如下圖所示。 3 電路的安裝與調(diào)試 按電路圖連接電路。先在電路板上插好各種器件。在插器件的時候，要注意器件的活口方向，同時要保證各管腳與插座接觸良好，管腳不能彎曲或折斷。指示

11、燈的正、負極不能接反。在通電以前先用萬用表檢查各器件的電源接線是否正確。 按照搶答器的功能進行操作，若電路滿足要求，說明電路沒有故障。若某些功能不能實現(xiàn)，就要設(shè)法查找并排出故障，排出故障可按照信息流程的正向（由輸入到輸出）查找，也可以按信息流程逆向（右輸出到輸入）查找。在面包板上連接好電路后，進行試驗，看看能否出現(xiàn)要求中的結(jié)果，第一次試驗時我們并沒有成功，   節(jié)日彩燈控制電路設(shè)計報告一.設(shè)計要求（1） 控制彩燈依次循環(huán)閃爍。（2） 彩燈為16個，可以用發(fā)光二極管模擬，二.設(shè)計的作用、目的（1）掌握并應(yīng)用數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識。（2）了解數(shù)字電路設(shè)計的基本思想和方法，學(xué)

12、會科學(xué)分析和解決問題。（3）熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片，并掌握其工作原理，進一步學(xué)會使用其進行電路設(shè)計。三.設(shè)計的具體實現(xiàn)1 系統(tǒng)概述電路組成及工作原理： 此電路由74LS161、74LS14、74LS138組成。當通電后每來一個脈沖，計數(shù)器74LS161加1，輸出1。則38譯碼器所接的發(fā)光二極管依次發(fā)光。彩燈控制電路原理圖如下。 總電路圖2 單元電路設(shè)計與分析(1)16進制計數(shù)器74LS161 74LS161管腳圖 74LS161功能表 74LS161功能 當清零端CR=“0”，計數(shù)器輸出Q3、Q2、Q1、Q0立即為全“0”，這個時候為異步復(fù)位功能。當CR=“1”且LD=“0”時，在CP信號上

13、升沿作用后，74LS161輸出端Q3、Q2、Q1、Q0的狀態(tài)分別與并行數(shù)據(jù)輸入端D3，D2，D1，D0的狀態(tài)一樣，為同步置數(shù)功能。而只有當CR=LD=EP=ET=“1”、CP脈沖上升沿作用后，計數(shù)器加1。74LS161還有一個進位輸出端CO，其邏輯關(guān)系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理應(yīng)用計數(shù)器的清零功能和置數(shù)功能，一片74LS161可以組成16進制以下的任意進制分頻器。(2)74ls138譯碼器內(nèi)部電路邏輯圖功能表簡單應(yīng)用 74LS138 為3 線8 線譯碼器：74LS138工作原理如下： 當一個選通端（G1）為高電平，另兩個選通端（/(G

14、2A)和/(G2B)）為低電平時，可將地址端（A、B、C）的二進制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 3線-8線譯碼器74LS138的功能表(3)74LS14為六反相器3電路的安裝與調(diào)試 在實際連電路時，會出現(xiàn)接觸不好等情況。這時可用萬用表測量各個接頭的電壓來判斷是否是接觸不好。要注意每個元器件的工作原理和功能，以及邏輯器件的管腳圖，以免因此而造成不必要的過失。紅綠燈不亮，極有可能正負極接反，調(diào)整過來。 搭接工作完成后，做一次系統(tǒng)的檢查，如果各部分連線正確，方 可接通電源，進行調(diào)試。調(diào)試中如果發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與設(shè)計要求不符合，可從簡單部分或某一個預(yù)知特性的點開始，逐級進行查找，逐步縮小故障可能存

15、在的范圍，直到查出故障點并排除，使之達到預(yù)定的目的。 溫控電路設(shè)計報告1 設(shè)計要求當溫度增加到一定值時，led燈由加熱變?yōu)楸亍? 設(shè)計的作用和目的（1）掌握并應(yīng)用數(shù)字電路課程所學(xué)的理論知識。（2）了解數(shù)字電路設(shè)計的基本思想和方法，學(xué)會科學(xué)分析和解決問題。（3）熟悉使用Multisim 9 軟件。3 設(shè)計的具體實現(xiàn)1. 系統(tǒng)概述50%R1Key = A 5k¦¸ U2LED_RED_RATEDU1LED_GREEN_RATEDR22k¦¸R32k¦¸R42k¦¸R52k¦¸R62k¦&

16、#184;R72k¦¸R810k¦¸R910k¦¸R1010k¦¸R1110k¦¸R1210k¦¸Q12SC1815U3ALM324D321141U3BLM324D561147U3CLM324D1091148K1EDR201A052437698R151k¦¸ 11VCC5VVCC5V0VCC50%R13Key = C 200 ¦¸ 105R1420 ¦¸ 13VCC1201?2. 單元電路設(shè)計(或仿真)與分析打開Mu

17、ltisim 9 軟件，在軟件中將電路連接好，進行仿真，通過將調(diào)節(jié)可變電阻來觀察led燈的變換，最后找到臨界值。3. 電路的安裝與調(diào)試電路連好后，調(diào)節(jié)電阻時遇到了麻煩，只能把臨界阻值固定在一個很大的范圍，不精確，后來根據(jù)老師的提示，在發(fā)光二極管兩端加了電壓表來觀察，把范圍縮小，大概在32%33%的范圍內(nèi)。四心得體會、存在問題和進一步的改進意見等本次課程設(shè)計我只用了一個星期的時間就全部做完，效率很高，因為在設(shè)計之前根據(jù)設(shè)計的要求，每個模塊都仔細的設(shè)計分析了，正是整個過程我都認真的態(tài)度和方案選擇合適，才有這么高的效率。而且從本次課程設(shè)計中收獲很多?？梢钥偨Y(jié)為以下的幾點：（一）、鞏固數(shù)電知識這次課程

18、設(shè)計主要是運用數(shù)字電路邏輯設(shè)計的一些相關(guān)知識，在整個實習(xí)過程中，都離不開對數(shù)字電路課程知識的再學(xué)習(xí)。我在最開始，就先將實習(xí)用到的知識通過翻閱數(shù)電書回顧了一遍（這也是對這門課的復(fù)習(xí)，給以后的復(fù)習(xí)備考減少了很多負擔(dān)），這樣的回顧讓我對知識的理解更加透徹，對后來的快速設(shè)計起了很好的鋪墊作用。而且還參考了數(shù)字電路實驗指導(dǎo)書， 關(guān)于芯片的管腳，里面有清晰的描述。（二）、學(xué)會用電路板、芯片、導(dǎo)線等組裝各種功能的電路；雖然這不是第一次用電路板，因為之前的課內(nèi)實驗也用過，但當時的運用也只是插些導(dǎo)線和電阻電容之類的，用了電路板的很小部分。這次的實習(xí)中應(yīng)用了整塊板子，實習(xí)后對電路板的組成完全了解了，并能熟練運用。

19、實習(xí)中通過對電路的連接也懂得了如何通過設(shè)計的分析對所連電路的整體布局，如何更好的放置芯片在最合適的位置。在導(dǎo)線的連接上，如何選擇導(dǎo)線走向是關(guān)鍵，我們應(yīng)該盡量保證所連電路的簡捷，寧短勿長，合理布線。一個完美的作品不僅要能很好的完成要求實現(xiàn)功能，還要在感官上給人美的享受。所以站在美的角度對自己的電路進行改良是很必要的。（三）、理論聯(lián)系實際據(jù)老師介紹，這是大學(xué)里唯一一次比較大型的動手實踐機會。我當然不會錯過。課程設(shè)計，通過選擇的題目，根據(jù)要求，運用所學(xué)知識將其付諸實踐來完成。這并不是在課堂上的單純聽懂，或者課后看書過程中的深入理解，這需要的是一種理論聯(lián)系實踐的能力。理論知識往往都是在一些理想狀態(tài)下的

20、假設(shè)論，而實際的動手操作則完全不同，需要考慮實際中的很多問題。有些知識在理論上可能完全沒錯但到了實際中則不然。比如在動筆做題時我們是不用考慮導(dǎo)線、電阻是否連接的牢固合理，但在實際中，導(dǎo)線電阻有時是會帶來時延造成花型變化的錯亂，所以我們應(yīng)盡量在連接電路時選擇最短路徑。平時試驗中，我就很認真，所以會比平時不動手的要輕松地多。（四）、和同學(xué)共同合作、互相學(xué)習(xí)、共同進步最初大家沒思路的時候，特別的著急，我想出來了，大家問我，我就說了我的思路，我們不是抄襲，只是探討，們個人都理解了才開始設(shè)計，我做的循環(huán)兩遍，他們的都不是。我們的設(shè)計不同，我只是給大家啟發(fā)了一個思考點。理論上我先設(shè)計出來，但在實習(xí)中經(jīng)常會

21、遇到一些自己可能暫時無法想明白的問題，請教同學(xué)或老師是很好的做法，節(jié)省時間，也會從別人身上學(xué)到更多。在設(shè)計時和同學(xué)相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人對問題的看法總有差異，我們可以從交流中獲得不同的想法，其他人的設(shè)計也可能有比你出色的地方，很好的借鑒，并在大家的商討中選擇最優(yōu)方案最終一定會得到最好的設(shè)計方法。（五）電路組裝、調(diào)試過程中遇到的問題及解決辦法在電路組裝過程中，遇到的最大問題是，當時設(shè)計時考慮不周全，芯片分布不夠合理，出現(xiàn)了許多“特長線”。不但影響布線速度，而且也會給后來的調(diào)試帶來不必要的麻煩。當時已經(jīng)布線不少，不可能重新開始，再三權(quán)衡，最后只移動了一個芯片，問題就得到了很大改善。其次就是布線，因為要求不準交叉，且橫平豎直，所以在保證連通的情況下，在布線上也下了不少工