數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 課 程 設(shè) 計(jì) 課程名稱 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題目名稱 四人智力競(jìng)賽搶答器 學(xué)生學(xué)院專業(yè)班級(jí)學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師200 年 月 日 目錄一、 設(shè)計(jì)題目 3二、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 31. 設(shè)計(jì)任務(wù) 32. 設(shè)計(jì)要求 3三、 原理電路 31. 以鎖存器為中心的編碼顯示電路 42. 脈沖產(chǎn)生電路 53. 倒計(jì)時(shí)顯示電路 54. 音響電路 65. 整體電路 7四、 電路調(diào)試過程及結(jié)果 7五、 總結(jié) 8六、 心得體會(huì) 8七、 參考文獻(xiàn) 9四人智力競(jìng)賽搶答器一、 設(shè)計(jì)題目 四人智力競(jìng)賽搶答器二、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1）設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一臺(tái)可供4名選手參加比賽的智力競(jìng)賽搶答器。 用數(shù)字

2、顯示搶答倒計(jì)時(shí)間，由“9”倒計(jì)到“0”時(shí)，無人搶答，蜂鳴器連續(xù)響1秒。選手搶答時(shí)，數(shù)碼顯示選手組號(hào)，同時(shí)蜂鳴器響1秒，倒計(jì)時(shí)停止。2）設(shè)計(jì)要求(1)4名選手編號(hào)為：1，2，3，4。各有一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)對(duì)應(yīng)，也分別為1，2，3，4。(2)給主持人設(shè)置一個(gè)控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(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，該選手編號(hào)立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。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)（9秒）搶答的功能。

3、當(dāng)主持人按下開始按鈕后，定時(shí)器開始倒計(jì)時(shí)，定時(shí)顯示器顯示倒計(jì)時(shí)間，若無人搶答，倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)1秒。參賽選手在設(shè)定時(shí)間（9秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)1秒，同時(shí)定時(shí)器停止倒計(jì)時(shí)，搶答顯示器上顯示選手的編號(hào)，定時(shí)顯示器上顯示剩余搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。(5)如果搶答定時(shí)已到，卻沒有選手搶答時(shí)，本次搶答無效。系統(tǒng)揚(yáng)聲器報(bào)警（音響持續(xù)1秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器顯示0。(6)可用石英晶體振蕩器或者555定時(shí)器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號(hào)，作為定時(shí)計(jì)數(shù)器的CP信號(hào)。三、 原理電路電路主要由脈沖產(chǎn)生電路、鎖存電路、編碼及譯碼顯示

4、電路、倒計(jì)時(shí)電路和音響產(chǎn)生電路組成。當(dāng)有選手搶答時(shí)，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經(jīng)4線7段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時(shí)產(chǎn)生音響。主持人宣布開始搶答時(shí)，倒計(jì)時(shí)電路啟動(dòng)由9計(jì)到0，如有選手搶答，倒計(jì)時(shí)停止。電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖13：揚(yáng)聲器數(shù)碼顯示脈沖電路倒計(jì)時(shí)器譯碼器數(shù)碼顯示揚(yáng)聲器鎖存器編碼轉(zhuǎn)換電路譯碼器主持人選手圖1 四人智能搶答器原理圖1）以鎖存器為中心的編碼顯示電路搶答信號(hào)的判斷和鎖存采用觸發(fā)器或鎖存器。以四D觸發(fā)器74LS175為中心構(gòu)成編碼鎖存系統(tǒng)，編碼的作用是把鎖存器的輸出轉(zhuǎn)化成8421BCD碼，進(jìn)而送給7段顯示譯碼器74ls48，再由74ls48譯碼送數(shù)碼管得到選手編號(hào)。其

5、真值表3：表3鎖存編碼真值表鎖存器輸出 編碼器輸出Q4Q3Q2Q1DCBA00010001001000100100001110000100搶答信號(hào)的鎖存可通過D觸發(fā)器的輸出相“與”反饋門控觸發(fā)脈沖實(shí)現(xiàn)，當(dāng)無人搶答時(shí)，4個(gè)D觸發(fā)器的輸出Q非相與，為“1”時(shí)，脈沖能夠進(jìn)入觸發(fā)器，有一人搶答時(shí)，與門中有一個(gè)變?yōu)椤?”，使脈沖不能進(jìn)入觸發(fā)器，從而防止其他人搶答。如圖2 圖22）脈沖產(chǎn)生電路：由于555芯片產(chǎn)生的信號(hào)比石英晶體產(chǎn)生的不穩(wěn)定及精度較低價(jià)格基本持平，故采用石英晶體振蕩器產(chǎn)生高精度的秒脈沖，電路設(shè)為圖2。圖33）倒計(jì)時(shí)顯示電路：圖3電路采用十進(jìn)制同步減計(jì)數(shù)器74LS190，主持人宣布開始時(shí)，按

6、下按鈕，同時(shí)使計(jì)數(shù)器置數(shù)為“9”，并在脈沖作用下開始倒計(jì)時(shí)并在顯示器上顯示，到零時(shí)停止。 圖44）音響電路：利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121產(chǎn)生定寬的搶答輸出脈沖，接入蜂鳴器，根據(jù)脈沖寬度可計(jì)算得蜂鳴器鳴叫時(shí)間。再由主持人、選手、倒計(jì)時(shí)共同控制它的輸入，使其在選手搶答、倒計(jì)時(shí)到零時(shí)都能鳴叫。由于Multisim中無74ls121用MONOSTABLE_VIRTUAL代替有 圖5再由于主持人按下按鈕后蜂鳴器鳴響1S鐘故在主持人環(huán)節(jié)可以采用可使用反相器和四與門及74ls190可產(chǎn)生1S信號(hào)給有源蜂鳴器。 如圖6。 圖65）整體電路：連接上述電路部分為整體電路圖7。四、 電路調(diào)試過程及結(jié)果仿真結(jié)果：初始主持人未按下按鍵主持人按下按鍵運(yùn)行 選手按下按鍵 實(shí)際電路運(yùn)行與上述仿真結(jié)果相同。五、 總結(jié)在Multisim和現(xiàn)實(shí)電路實(shí)驗(yàn)證明此方案合理可行，達(dá)到了預(yù)期目的要求。由于此電路方案完全使用組合邏輯和時(shí)序邏輯電路，故不需要單片機(jī)編程，相對(duì)易于制作，但是省略了單片機(jī)編程等同時(shí)，芯片使用較多成本高。六、 心得體會(huì)通過這次的課程設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)數(shù)電與模電有很多區(qū)別。如數(shù)電中芯片某些引腳不能空載或者說空載時(shí)引腳不一定為低電平，必須設(shè)置合適的電平。Multisim中芯片引腳標(biāo)記可能與實(shí)際對(duì)不上。多思考可能的更優(yōu)的方案，盡量使用盡硬件資源節(jié)約成