電子線路設(shè)計-四路搶答器

電子線路實習(xí)

結(jié)題報告設(shè)計題目：四路搶答器電路設(shè)計設(shè)計目的參加搶答組數(shù)為四組。判別選組電路。能迅速準確的判定搶答者，同時能排除其他組的干擾信號，閉鎖其他各路輸入。對優(yōu)先搶答者有數(shù)字顯示。設(shè)計要求1、可同時供4名選手參賽，其編號分別是1到4，各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應(yīng)。給節(jié)目主持人設(shè)置一個控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零(編號顯示數(shù)碼管滅燈)和搶答的開始。2、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，編號立即鎖存，并數(shù)碼管上顯示選手的編號，同時封鎖輸入電路，禁止其它選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。設(shè)計原理圖設(shè)計工作原理其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布“開始”，搶答器處于工作狀態(tài)，搶答器完成要完成以下四項工作：1）優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號，并由所存器進行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號；2）控制電路要對輸入編碼電路進行封鎖，避免其它選手再次進行搶答；3）當選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進行下一輪搶答。硬件設(shè)計需求本課程設(shè)計，要求用電路芯片有：74LSl48，74LS279，74LS48本課程設(shè)計，要求用電路原件有：10K電阻5個（所得實際電阻為9.9K）510電阻1個（所得實際電阻為490）發(fā)光二極管1個，單刀雙擲開關(guān)1個，按鈕開關(guān)4個數(shù)碼管1個優(yōu)先編碼器74LS148

74LS148為8線－3線優(yōu)先編碼器。它允許多個輸入信號同時有效，但只對一個優(yōu)先級最高的輸入信號進行編碼。74LS148管腳圖

74LS1488線—3線二進制編碼器真值表74LS148工作原理

該編碼器有8個信號輸入端，3個二進制碼輸出端。此外，電路還設(shè)置了輸入使能端ST非，輸出使能端YS和優(yōu)先編碼工作狀態(tài)標志YEX非。

當ST非=0時，編碼器工作；而當ST非=1時，則不論8個輸入端為何種狀態(tài)，3個輸出端均為高電平，且優(yōu)先標志端和輸出使能端均為高電平，編碼器處于非工作狀態(tài)。這種情況被稱為輸入低電平有效，輸出也為低電來有效的情況。當ST非為0，且至少有一個輸入端有編碼請求信號（邏輯0）時，優(yōu)先編碼工作狀態(tài)標志YEX非為0。表明編碼器處于工作狀態(tài)，否則為1。由功能表可知，在8個輸入端均無低電平輸入信號和只有輸入0端（優(yōu)先級別最低位）有低電平輸入時，Y2Y1Y0的非均為111，出現(xiàn)了輸入條件不同而輸出代碼相同的情況，這可由YEX非的狀態(tài)加以區(qū)別，當YEX非＝1時，表示8個輸入端均無低電平輸入，此時Y2Y1Y0的非=111為非編碼輸出；YEX非＝0時，Y2Y1Y0的非=111表示響應(yīng)輸入0端為低電平時的輸出代碼（編碼輸出）。YS只有在ST非為0，且所有輸入端都為1時，輸出為0，它可與另一片同樣器件的ST非連接，以便組成更多輸入端的優(yōu)先編碼器。

從功能表不難看出，輸入優(yōu)先級別的次為7，6，……，0。輸入有效信號為低電平，當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，輸出端才輸出相對應(yīng)的輸入端的代碼。例如5為0。且優(yōu)先級別比它高的輸入6和輸入7均為1時，輸出代碼為010，這就是優(yōu)先編碼器的工作原理。鎖存器74LS279每片74LS279中包含四個獨立的用與非門組成的基本RS觸發(fā)器。其中第一個和第三個觸發(fā)器各有兩個Rd輸入端(S1和S3)，在任一輸入端上加入低電平均能將觸發(fā)器置1；每個觸發(fā)器只有一個Rd輸入端(R)。74LS279管腳引線圖七段譯碼器74LS4874LS48芯片是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動器，常用在各種數(shù)字電路和單片機系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)中74LS48管腳圖：74LS48真值表設(shè)計原理圖該電路的工作原理過程：當主持人控制開關(guān)S置于"清零"端時，RS觸發(fā)器的R非端均為０，４個觸發(fā)器輸出（Q4—Q1）全部置０，使74LS48的BI的非＝０，顯示器燈滅；74LS148的選通輸入端ST的非=0，使之處于工作狀態(tài)，此時鎖存電路不工作。當主持人把開關(guān)S置于"開始"時，優(yōu)先編碼器和鎖存電路同時處于工作狀態(tài)，即搶答器處于等待工作狀態(tài)，等待輸入端的信號輸入，當有選手將鍵按下時（如按下S2），74LS148的輸出Y2Y1Y0的非=110，YEX的非=0，經(jīng)RS鎖存后，CTR=1，BI的非=1，74LS279處于工作狀態(tài)，Q4Q3Q2=010,74LS48處于工作狀態(tài)，經(jīng)74LS148譯碼后，顯示器顯示為"2"。此外，CTR=1，使74LS148的ST的非為高電平，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當按鍵松開即按下時，74LS148的YEX的非為高電平，但由于CTR維持高電平不變，所以74LS148仍處于禁止狀態(tài)，確保不會出二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的準確性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關(guān)重新置“除”，電路復(fù)位。電路電壓測量由于本次電路主要為數(shù)字電路，信號輸入也為出發(fā)鎖存輸入，對鎖存前的電壓測量難以不抓測量，所以測了些鎖存后的電壓實際參數(shù)。實習(xí)總結(jié)經(jīng)過初步分析知道需要用到鎖存器、顯示器、定時器，這時腦子里只有不多的器件，而流程路線沒有一點思路。從網(wǎng)上搜集了大量的關(guān)于搶答器的文章，但是8路、6路、3路的比較多，4路的怎么也找不到。進過反復(fù)的比較分析知道搶答器的工作原理都是一樣的，并且部分芯片也是一樣的，這樣我們就可以比著葫蘆畫瓢，把各個局部電路圖畫出來。最后就是小組人聚在一起怎樣把局部電路圖組合在一起形成整體電路圖。功夫不負有心人，好在終于把電路圖給疏通了。但是接下來就面對著一個巨大的困難，仿真圖的繪制?？梢婪抡孳浖郧皬膩頉]接觸過，要在這短短的時間內(nèi)熟悉并會運用一個全是外文的大型軟件，那是多么的難上加難。最終我們考慮要是時間不允許就放棄這一環(huán)節(jié)，并且老師也聲明可不沒有，好了，問題都解決了。經(jīng)過這次設(shè)計我對74LS系列有了很深的了解，其實只要知道功能表，一切芯片都能得心應(yīng)手；再者，也知道了四人搶答器的設(shè)計方法，以后遇到任何多人搶答器也都不在話下。總之，每次嘗試