數(shù)字電子技術課設多路智力競賽搶答器

1、數(shù)字電子技術課程設計報告 設計題目：多路智力競賽搶答器 姓 名： 學 號： 班 級： 同組姓名： 指導老師： 成 績： 設計時間： 摘要： 數(shù)字電子技術課程設計是在學習完數(shù)字電子電路課程之后按照課程教學的要求，對學生進行綜合性訓練的一個實踐性教學環(huán)節(jié)。主要目的是培養(yǎng)學生綜合運用理論知識能力，分析問題和解決問題的能力，以及根據(jù)實際要求進行獨立設計的能力，了解數(shù)字電子電路的一般設計方法，初步掌握數(shù)字電子線路安裝、布線、焊接、調(diào)試等基本技能，熟練掌握電子電路基本元器件的使用方法，訓練、提高讀圖能力，掌握組裝、調(diào)試方法。關鍵詞： 搶答器、搶答電路、定時電路、報警電路、555定時器一、設計任務與要求1設

2、計題目多路智力競賽搶答器2功能要求(1) 4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應，也分別為1，2，3，4。(2) 給主持人設置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零和搶答的開始。(3) 搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號 立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，同時揚聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答，同時計數(shù)器顯示此時的時間。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。(4) 搶答器具有定時（9秒）搶答的功能。當主持人按下開始按鈕后，定時器開始倒計時，定時顯示器顯示倒計時間，若無人搶答，倒計時結(jié)束時，揚

3、聲器響。參賽選手在設定時間（9秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚聲器響，同時定時器停止倒計時，搶答顯示器上顯示選手的編號，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。(5) 如果搶答定時已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。系統(tǒng)揚聲器報警，并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。(6) 用555定時器產(chǎn)生頻率為Hz的脈沖信號，作為定時計數(shù)器的CP信號。設計步驟及要求：3設計步驟及要求（1）給出定時搶答器的組成框圖；（2）設計并焊接安裝各單元電路，要求布線整齊、美觀，便于級聯(lián)與調(diào)試；（3）測定定時搶答器的邏輯功能，以滿足設計功能要求；（4）畫出定時搶答器的整機邏輯電路

4、圖；（5）按照要求寫出設計報告。二、方案設計與論證2.1方案一、系統(tǒng)電路由四部分電路組成：搶答電路、定時電路、報警電路、時序控制電路。系統(tǒng)設計框圖如下： 多功能智力搶答器電路圖如下：2.2方案二、 同樣采用數(shù)字電子電路設計，利用各芯片及相關元器件構(gòu)成搶答電路、定時器電路、報警電路和時序控制電路系統(tǒng)模塊，再將各個模塊組裝起來實現(xiàn)要求的功能。但是設計的電路不一樣。方案二電路圖如下。由于方案一下發(fā)之前，我們已經(jīng)著手開始了方案二的制作，因此本次實驗采用方案二。三、系統(tǒng)電路分析與設計系統(tǒng)電路由四部分電路組成：1. 搶答電路設計 搶答器電路的功能有兩個：一個是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，

5、供譯碼顯示電路用；二是使其他選手的按鍵操作無效。本設計選用優(yōu)先編碼器74HC148和RS鎖存器74HC279。其工作原理結(jié)合電路圖自己分析。 圖1 系統(tǒng)設計框圖2. 定時電路設計節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設計一次搶答的時間，通過預置時間電路（倒計時電路）對計數(shù)器進行預置，本設計選用2片74HC192進行設計(實際提供一片74HC192），最大預置時間為99秒，計數(shù)器的時鐘脈沖由NE555構(gòu)成的秒脈沖發(fā)生電路提供，電路的工作原理及器件相關參數(shù)選擇自行分析。3. 報警電路設計 由555定時器構(gòu)成的脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生固定頻率的方波信號，控制信號ST控制方波信號經(jīng)三極管驅(qū)動蜂鳴器或揚聲器發(fā)出固定頻

6、率的聲音。當有選手搶答或設定的搶答時間到時，控制信號ST為高電平時，多諧振蕩器工作，可驅(qū)動蜂鳴器發(fā)聲；其它時候控制信號ST為低電平，多諧振蕩器電路停振，輸出低電平，蜂鳴器不能發(fā)出聲音。4. 時序控制電路設計 時序控制電路是搶答器設計的關鍵，它主要完成以下三項功能：（1） 主持人將控制開關撥到“開始”位置時，搶答電路和定時電路進入正常搶答工作狀態(tài)。（2） 當參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發(fā)聲報警，搶答電路和定時電路停止工作。（3） 當設定的搶答時間到，無人搶答時，揚聲器發(fā)聲報警，同時搶答電路和定時電路停止工作。 5.原理圖 6.元器件清單電子元器件清單品名規(guī)格型號技術要求單件數(shù)量單價（元）總價通用

7、板（或雙面印制板）10X15（cm2）1共陰極數(shù)碼管BS201A/0.5英吋2集成顯示譯碼器CD4511B28位優(yōu)先編碼器74HC148110位同步加/減計數(shù)器74HC1921四SR鎖存器74HC2791555定時器NE5552集成邏輯與非門74HC002電阻器RJ-68K-1/4W2電阻器RJ-15kW-1/4W2電阻器RJ-1kW-1/4W27電阻器RJ-10KW-1/4W6電容器CC1-0.1F (瓷片)2電容器CC1-10F (電解)1電容器CC1-100F (電解)1發(fā)光二級管紅色、綠色各12蜂鳴器無源1三極管NPN80501按鈕開關（自動復位）輕觸小型4撥動開關2檔1集成電路插座1

8、6針5集成電路插座14針2集成電路插座8針2數(shù)碼管插座40針14、 實物制作及調(diào)試1、 檢查印刷電路板有無斷路、短路，若有，首先處理好。2、 焊接順序：電阻、二極管、IC插座、三極管、電容器，逐一焊接。先焊平面的，后焊立體的，原則是有利于焊接。要求臥裝水平、豎裝垂直、相同元件等高。要特別注意元器件的安裝方向！元件的安裝高度是否適中。3、焊接要點：將元件整形后插入對應位置，電路板平放在臺面上，一手握烙鐵對焊盤和引腳同時接觸預熱，另一手持焊錫絲與焊盤處烙鐵接觸，使錫絲熔化，當錫絲熔化一定量時（多了不好少了不行），立即將錫絲離去，烙鐵繼續(xù)保持少許時間，讓焊錫圍繞焊盤自由流動，形成一個完全覆蓋焊盤的鐘

9、形（忌諱球形）焊點。切勿將焊錫先溶化在烙鐵上再去焊接，這樣錫絲里的助焊劑在未焊接前先揮發(fā)了，不利于焊接，而且焊點沒有光澤。4、按照接線要求位置，將連接線焊接到對應的插孔。注意導線顏色！5、剪腳：元件焊好后，將多余引腳剪掉，剪腳后的焊點應露出引腳0.5-1mm。6、檢查元件及IC插座有無錯焊、漏焊，方向是否正確無誤，將集成電路插入（注意芯片方向）插座。7、通電測試：將連接線分別與對應電源接線柱一一連接。連接線時一定要關掉電源！8、首先清零，然后觀察LED數(shù)碼管變化狀態(tài)。5、 設計總結(jié)及心得 一開始拿到元器件的散件之后，看見復雜的電路布局，第一時間就給人以特別復雜的感覺，開始焊接時需要靜下心來，仔細分析一下電路圖，要先對總體框架進行分解、分析。從一個個小模塊開始，從而完成完整的電路。當課設制作完成后的保存工作也很重要，比如前一天進行實驗，是可以完成上述要求的功能的，但第二天再次實驗時就會出現(xiàn)許多意想不到的差錯，比如按下?lián)尨鹌骱?，計時依然沒有停止，然后要排查故障的原因，往往是導線松動導致的接觸不良，但是要檢查很久才能找到那根出現(xiàn)問題的線。 在此次制作過程中既增強了我們的動手能力、合作能力，也增強了我們發(fā)現(xiàn)