電子電路實驗設(shè)計_搶答器主要器件功能與電路工作原理

1、一、電路中各器件的功能電路中各器件的功能1. 74LS373 74LS373是一種8D鎖存器，具有三態(tài)驅(qū)動輸出，其引腳如圖1-1所示。 74LS373的鎖存功能如表1-1所示。 圖圖 1-1 74LS373引腳圖引腳圖 表1-1 74LS373功能表OE 2. 74LS148 74LS148是優(yōu)先編碼器，允許同時輸入兩個以上編碼信號。在設(shè)計優(yōu)先編碼器時，已經(jīng)將所有的輸入信號按順序排列好了，在同時存在兩個或兩個以上輸入信號時，優(yōu)先編碼器只按優(yōu)先級高的輸入信號編碼，優(yōu)先級低的信號不起作用。圖1-2 是74LS148編碼器的引腳圖。圖1-2 74LS148引腳圖 74LS148是16腳的集成芯片。其

2、中 是輸入信號。 為編碼輸出，都是低電平有效， 是使能輸入端。 是使能輸出端， 為片優(yōu)先編碼輸出端。 當(dāng)使能輸出 時，禁止編碼，輸出（反碼）： 全為1。 當(dāng) 時允許編碼，在 輸入信號中， 優(yōu)先級最高，其余依次為： 70II20 YY70II7IS1S0S012YYYEXYSY0123456,IIIIIII 為使能輸出端，在 ，而本片沒有編碼出入時為0。（如表1-2第二行所示）。 為片編碼輸出端，在 ，且有編碼輸出信號時為0時（如表1-2第三行示）； 若允許編碼而無編碼輸入信號時為1。 （如表1-2第二行所示）； 不允許編碼，它也為1。 （如表1-2第一行所示）。 表示“電路工作，而且有編碼輸入

3、”。1S0S0SEXY0EXYSY工作原理分析 時：不論輸入 八個端為何種狀態(tài) 都為高電平，且 、 。 （此時編碼器處于不編碼狀態(tài)）。 時： ：若 均為高電平， 時， =111 不是編碼輸出（無有效輸入信號） ： （最低級有低電平輸入時） ， =111 是有效編碼輸出。70 II70 II1S0S012YYY012YYY1EXY1EXY1SY00I012YYY0EXY 表1-2 編碼器74LS148的邏輯功能表 輸 入輸 出11111101111111111110000000100100101001101001001110110100111110001001111110101001111111

4、100100111111111101SYS0I1I2I3I4I5I7I2Y1Y0YEXY6I 從功能表可以看出：輸入信號優(yōu)先級別次序為 ，當(dāng)某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級別高的輸入端無低電平輸入時，輸出端才輸出對應(yīng)該輸入的代碼。例如： 且 優(yōu)先級別 高于 ，則此時輸出代碼010（為 的反碼）0123456,IIIIIII05I176 II76,II5I210)101()5( 圖1-3其功能如下： ：4腳是消息輸入控制端，當(dāng) 時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處在熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。 ：3腳是測試輸入端，當(dāng) , 時，譯碼輸出全為1，不管輸入DCBA狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示

5、“8”它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。 ：5腳是鎖存控制端，當(dāng) ，允許譯碼輸出； 時譯碼器是鎖存保持狀態(tài)，輸出保持在 時的數(shù)值。BI0BILT1BI0LTLE0LE1LE0LE CD4511邏輯功能表1-38421 BCD碼對應(yīng)的顯示如下圖所示4.74LS76雙JK觸發(fā)器 74LS76為雙JK觸發(fā)器是下降沿觸發(fā)器的邊沿觸發(fā)器，其引腳圖下圖所示. JK是信號輸入端，是觸發(fā)器狀態(tài)更新的依據(jù)，若JK有兩個或兩個以上輸入端時，組成“與”的關(guān)系。 Q Q與 為兩個互補輸出端，通常把Q=0Q=0， =1狀態(tài)稱為觸發(fā)器“0”狀態(tài)，而把Q=1Q=1， =0稱為“1”狀態(tài)。CP為時鐘輸入端。QQQ表1-4 74L

6、S76真值表注：表示任意電平 表示下降沿 表示上升沿, Qn ( )表示現(xiàn)態(tài), Qn+1 ( )表示次 態(tài), 表示不確定狀態(tài)。nQ1nQ5. 74LS32 74LS32是四2輸入或門,常用在各種數(shù)字電路以及單片機系統(tǒng)中,其引腳如圖1-5所示,功能如表1-5所示。圖1-5表1-5圖1-6(b) 圖1-6(a)數(shù)碼管的使用注意說明：（1）數(shù)碼管的表面不要用手觸摸，不要用手 接觸引腳。（2）焊接溫度，260左右，焊接時間5s。（3）表面有保護模的產(chǎn)品，在使用前撕下。7. 74LS00 74LS00與非門是能實現(xiàn)“與非”運算的邏輯電路，邏輯符號如圖1-7（a）所示，與非門的邏輯功能如表1-7所示，也可

7、用邏輯函數(shù)式表示： ，其引腳如1-7（b）圖所示。BAY圖1-7 (a) 圖1-7(b)8. 555定時器 555定時器電路由3個電阻分壓器、2個高精度電壓比較器、1個基本Rs觸發(fā)器、1個作為放電通路的三極管及輸出驅(qū)動電路組成，圖1-8是其引腳圖. 圖1-8 Vcc為電源端、GND為接地端、 為低電平觸發(fā)輸入端、TH為高電平觸發(fā)輸入端,OUT為輸出端、 為復(fù)位端， 為電壓控制端，DISC為放電端。TRDRCOV（2）555定時器工作原理定時器工作原理 當(dāng)電壓控制端當(dāng)電壓控制端 不外加控制電壓時，不外加控制電壓時， 、 ， 當(dāng)電壓控制端當(dāng)電壓控制端 外外加控制電壓加控制電壓 時，時， 、 比較器

8、的參考電壓將發(fā)生變化，相應(yīng)的電路的比較器的參考電壓將發(fā)生變化，相應(yīng)的電路的閾值、觸發(fā)電平也將隨之改變，進而影響電路閾值、觸發(fā)電平也將隨之改變，進而影響電路定時參數(shù)。為了防止干擾，當(dāng)不加外控制電壓定時參數(shù)。為了防止干擾，當(dāng)不加外控制電壓時，在時，在Vco端，一般通過端，一般通過1個小電容個小電容（0.01F）接地。接地。 COVCCRVU321CCRVU312COVSUSRUU1SRUU212 當(dāng)輸入信號自6腳輸入,并超過參考電平 ,時觸發(fā)器復(fù)位，3腳輸出低電平，同時放電開關(guān)管導(dǎo)通； 當(dāng)輸入信號自2腳輸入并低于 時，觸發(fā)器置位，3腳輸出高電平，同時放電開關(guān)管截止。 若通電后鎖存器停在Q=0狀態(tài)，

9、則將穩(wěn)定維持不變，若通電后鎖存器停在Q=1狀態(tài)，將對電容 充電,當(dāng) 充到 時鎖存器置0，電容放電，鎖存器保持0狀態(tài)不變輸出穩(wěn)定在0狀態(tài)。CCV32CCV313CCCV323C 當(dāng)555定時器2腳觸發(fā)脈沖下降沿到達時，鎖存器被置1，輸出跳變?yōu)楦唠娖?，電路進入暫穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時間取決于外接電阻 和 電容的大小，等于電容電壓從0上升到 所需時間。3R3CCCV32555定時器功能表如下 表1-8 555定時器功能表定時器功能表1 二、電路中各器件的編號二、電路中各器件的編號 1 . 搶答者開關(guān)由上至下依次為S8、S1、S2 S3、S4、S5、S6、S7。 2 .74LS373D觸發(fā)鎖存器的編號為I

10、C1。 3 .74LS148優(yōu)先編碼器的編號為IC2。 4 .CD4511七段顯示譯碼器的編號為IC3。 5 .555定時器的編號為IC4。 6 .555報警器的編號為IC5。 7 .74LS00由上至下的編號為G1、G4 、G5 、G7。 8 .74LS76的編號依次為G2、G3。9 .74LS32編號為G6。10 . 復(fù)位開關(guān)的編號K1，開始開關(guān)的編號 K2。11 . LED2,（綠色）。LED1（紅色）。12 .數(shù)碼管LED。 1.正常搶答正常搶答 搶答前主持人按K1，系統(tǒng)清零。G2的2腳置1,G3的8腳置0,使G2的輸出端15，輸出高電平,G3的輸出端11腳輸出低電平。LED1LED2

11、處于熄滅狀態(tài)。由于G2輸出端15腳為高電平，IC111腳G端也為高電平,等待IC1輸入端的搶答信號輸入。當(dāng)主持人按下K2開關(guān),給IC4輸出端2腳一個低電平，使IC4輸出端3號腳，由低電平跳到高電平進入暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。 此時電容C3開始充電，在充電時間內(nèi)（定時的時間）允許搶答者搶答（約為1.1R3C3）。這時若某一組的搶答者搶答，則該組的信號將IC1的輸入端由原來的高電平跳到低電平，其對應(yīng)的輸出端為低電平，其余沒被觸發(fā)的為高電平，同時IC2的14腳片優(yōu)先編碼輸出端，由高電平跳到低電平，這時給G2、G3一個下降沿信號，使G3的9腳J=0，12腳K=1。 使G2的15腳由高電平跳到低電平，G3的11腳仍

12、為低電平，其所連接的LED1 不亮，由于G2的輸出端15腳為低電平， CI1的11腳也為低電平，鎖存搶答信號，搶答者的編號經(jīng)IC2、IC3最終在 LED上顯示。同時由于IC4的3腳輸出為高電平，經(jīng)G4、G5觸發(fā)LED2亮，并經(jīng)G6 給IC5的4腳高電平，使其發(fā)出報警聲音。提示有人搶答成功。 若要重新開始一輪搶答，則由主持人按K1開關(guān)，然后重復(fù)上述過程。 搶答舉例： 主持人按下開關(guān)K1后，又按下開關(guān)K2，計時開始。這時若S8搶答開關(guān)按下，IC1的輸入端3腳由1變到0，對應(yīng)的輸出端2腳也為0。經(jīng)過G1輸出為1，同時IC3的輸入端6腳為1，又將觸發(fā)IC2輸入端4腳為0，其余IC2輸入端為1，IC2對應(yīng)的輸出端6、7、9腳都為0。使IC3的輸入端2、1、7腳也都為0，則IC3的輸入端對應(yīng)編碼D