八位智能搶答器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)課題：智能數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)專業(yè)班級學(xué)生姓名指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)時(shí)間電氣工程及其自動化設(shè)計(jì)課題：智能數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)專業(yè)班級學(xué)生姓名指導(dǎo)教師設(shè)計(jì)時(shí)間電氣工程及其自動化094班****i**i**i* *i**i**i* *i**i**i* *i**i**i****、***、***、***2011年6月28日自動化與電氣工程學(xué)院智能數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)：1、設(shè)計(jì)一個(gè)5V穩(wěn)壓電源，用于給搶答器電路供電；2、設(shè)計(jì)一個(gè)具有鎖存與顯示功能的8人搶答邏輯電路。要求：基本要求：搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕SO~S7表示。設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S,該開關(guān)由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能。擴(kuò)展要求：搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。二、方案設(shè)計(jì)與論證八路競賽搶答器是競賽問答中一種常見的必備裝置，根據(jù)系統(tǒng)功能及技術(shù)要求，要完成以上邏輯功能的數(shù)字邏輯控制系統(tǒng)，至少應(yīng)包括以下幾個(gè)部分：搶答判別和顯示部分、定時(shí)部分、時(shí)序控制部分、報(bào)警部分。各部分功能如下：1） 判別和顯示部分：立即分辨出搶答者的編號，并進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號。2） 定時(shí)部分：由主持人設(shè)定并進(jìn)行減計(jì)時(shí)，當(dāng)選手回答完問題后由主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到搶答狀態(tài)以便進(jìn)行下一輪搶答。3） 報(bào)警部分：使揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒主持人注意。4） 時(shí)序控制部分：要對輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次搶答；要控制報(bào)警電路，控制揚(yáng)聲器何時(shí)發(fā)出聲響以及響多長時(shí)間；控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間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。

搶答器總體框圖如下所示搶答器總體框圖如下所示國1數(shù)羽緒器框國搶答器的工作過程是：接通電源后，節(jié)目主持人置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的時(shí)間，當(dāng)節(jié)目主持人宣布搶答節(jié)目后，發(fā)出“搶答開始”指令，同時(shí)將控制開關(guān)撥到“開始”位置，揚(yáng)聲器給出聲響提示，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器計(jì)時(shí)。當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，卻沒有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并鎖存輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。但選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動搶答器時(shí)，搶答器要完成以下四項(xiàng)工作。首先把選手的編號鎖存，然后優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號，然后由譯碼顯示電路顯示編號。揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒主持人注意?？刂齐娐芬獙斎腚娐愤M(jìn)行封鎖，避免其他選手進(jìn)行搶答?？刂齐娐芬苟〞r(shí)器停止個(gè)工作，時(shí)間顯示器顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人系統(tǒng)清零為止。當(dāng)選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)恢復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪的搶答。三、單元電路設(shè)計(jì)與仿真分析八路競賽搶答器由搶答判別和顯示電路、定時(shí)電路、報(bào)警電路、時(shí)序控制電路組成。從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)要求功能。具體設(shè)計(jì)如下：一、搶答判別和顯示電路設(shè)計(jì)搶答判別和顯示電路電路如圖2所示搶答器電路如圖2所示。+5v1314AOCTR1+5vJ4Y15STS4S1STYEK￥S17IERS_3QRS口_2QRS1OK0主持人,控制開r+5v1314AOCTR1+5vJ4Y15STS4S1STYEK￥S17IERS_3QRS口_2QRS1OK0主持人,控制開r/開貽1°sions1OKQX074LS279Y2YO_74LS148_ _ _ _E 14 12 H KiLTYa…迪砒——74LS48/RBOA3A2Al6_|_2'"圖二搶答器電路該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效。工作過程：開關(guān)S置于“清除”端時(shí)，RS觸發(fā)器的R端均為0,4個(gè)觸發(fā)器輸出置0,使74LS148的ST=0,使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S置于“開始”時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148的輸出Y2Y1Y0=010,Yex=0,經(jīng)RS鎖存后，1Q=1,BI=1,74LS48處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，1Q=1，使74LS148ST=1,處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時(shí)，74LS148的Yex=1，此時(shí)由于仍為1Q=1，使ST=1,所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會出二次按

鍵時(shí)輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將S開關(guān)重新置于“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。?顋補(bǔ):Tn?AQA?顋補(bǔ):Tn?AQABQBCQCDQD日1駅日0QERBIQFLTQG1Q1R1S11S22Q2R2S3Q3R3S13S24Q4R4SEOEl765GS斗3A22A11AO0+5V74LS48Yg&AiAn＜：匸匸74LS48Yg&AiAn＜：匸匸^74LS48YgA3AaAi4由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過預(yù)置時(shí)間電路對計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供?？深A(yù)置時(shí)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)。b一巴工OB畫Bb一巴工b一巴工OB畫Bb一巴工OB畫B555■=fE>iTiR4R2X：：：LED-RED?EN'iDL?.555■=fE>iTiR4R2X：：：LED-RED?EN'iDL?.C2 .[L1uF .=TE：：T=- -I Proteus定時(shí)電路仿真宀E2宀E251oQ68KQ63 1 1—由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖4所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo=1.43/[(R+2R)C],其輸出信號經(jīng)三極管推動揚(yáng)聲器。PRI2為控制信號，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。Proteus報(bào)警電路仿真

Proteus報(bào)警電路仿真圖5時(shí)序控制電路時(shí)序控制電路如圖5所示。時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：①主持人將控制開關(guān)撥到“開始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)人正常搶答工作狀態(tài)。當(dāng)參賽選手按動搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。Proteus時(shí)序控制電路仿真

四、總原理圖及元器件清單1．總原理圖￡■~T7id-~"IT~!■T.s■-irrT--A1TTV□TBF-DCCkQ2R￡■~T7id-~"IT~!■T.s■-irrT--A1TTV□TBF-DCCkQ2RProteus總電路仿真圖Proteus總電路仿真圖IdIR空沁KJRxS:JXj托IdIR空沁KJRxS:JXj托KelE“rmCDU118■11■<J9■MiA-1Proteus仿真電路21．元件清單名稱規(guī)格數(shù)量名稱規(guī)格數(shù)量板子2底座14腳2數(shù)碼管共陰3底座8腳2電源接口1底座16腳7led紅色3導(dǎo)線黃色15開關(guān)9導(dǎo)線白色1電阻100K2電容10"2電阻68K1電容100uF1電阻15K3電容O.luF2電阻10K93DG121電阻IK3-FHLL心片NE5552電阻510Q3-FHLL心片74LS002-FHLL心片74LS1481-FHLL心片74LS483-FHLL心片74LS2791-FHLL心片74LS1922蜂鳴器1五、安裝與調(diào)試安裝?熟悉課程設(shè)計(jì)任務(wù)，領(lǐng)取材料，熟悉電路元件6月28日上午，老師給我們具體講了為期兩周的課程設(shè)計(jì)任務(wù)，并讓我們自主進(jìn)行組隊(duì)。下午我們組好隊(duì)，并由代表去實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)取了材料。然后對課程設(shè)計(jì)做了初步的了解，對領(lǐng)取的材料進(jìn)行了熟悉，并進(jìn)行了合理分工。八路搶答器裝配零件，檢查和熟悉各種零件第二天最重要的就是常用電子元件的識別和檢測。包括一些常用的電阻阻值的測定，（電阻上的色帶是就是電阻的色環(huán)標(biāo)記法，通過色環(huán)來表示電阻的大小，有效數(shù)字、倍率和允許誤差。）電容的識別和檢測（電容的標(biāo)注分為直接標(biāo)注和色標(biāo)法，檢測電容的方法是利用電容的充放電特性，一般用萬用表電阻檔測試電容的充放電現(xiàn)象），以及數(shù)碼管的顯示檢測等。當(dāng)然很重要的是各種芯片功能的了解。焊接各種零件這一天，我們就真正進(jìn)入到課程設(shè)計(jì)的操作中去了，以前雖然接觸過電烙鐵，也有電工實(shí)習(xí)實(shí)際操作過的經(jīng)驗(yàn)，但電子電路主要是基于電路板的，元器件的連接都需要焊接在電路板上。因此對電烙鐵這一關(guān)我們還是不能掉以輕心。影響焊接質(zhì)量主要取決于焊接工具、助焊劑、焊料和焊接技術(shù)。對焊接工具、助焊劑、焊料這樣的物品我們是沒任何辦法的，唯一可以改善的就是我們的焊接技術(shù)，所以焊接技術(shù)就直接決定了我們實(shí)習(xí)的成敗?？深A(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路，并進(jìn)行組裝和調(diào)試。當(dāng)輸人1Hz的時(shí)鐘脈沖信號時(shí)，要求電路能進(jìn)行減計(jì)時(shí)，當(dāng)減計(jì)時(shí)到零時(shí)，能輸出低電平有效的定時(shí)時(shí)間到信號。C.檢查一些引線正、負(fù)接法是否正確；d.作一些基本的調(diào)試，如有無虛焊、錯(cuò)焊、漏焊、多焊等;?把應(yīng)該固定的地方牢固的封住；實(shí)物圖24田2調(diào)試①通電觀察：把經(jīng)過準(zhǔn)確測量的電源接入電路觀察有無異常現(xiàn)象。如有立即斷電，排除故障再通電。然后測量各總路的電源電壓和個(gè)引腳的電源電壓，以保證元器件正常工作。②靜態(tài)調(diào)試：靜態(tài)調(diào)試一般指在沒外加信號的情況下進(jìn)行的直流測試和調(diào)整過程，在數(shù)字電路的各輸入和輸出端的高低電平值幾邏輯關(guān)系等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)已損壞的器件，判斷電路工作情況并及時(shí)調(diào)整電路參數(shù)。③動態(tài)調(diào)試；在電路的輸入端接入適當(dāng)頻率和幅值的信號，并循著信號的流回逐級檢測有關(guān)點(diǎn)的波形、參數(shù)和性能指標(biāo)。實(shí)物圖3六、性能測試與分析（軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試）首先該電路有幾點(diǎn)不足之處：1.當(dāng)及時(shí)結(jié)束之后，選手按下?lián)尨鹌饕琅f有效這與原先設(shè)想的有所出入，但由數(shù)碼管顯示的倒計(jì)時(shí)可以判斷。2.74LS192芯片存在輕微發(fā)熱現(xiàn)象。3.當(dāng)選手按響搶答器時(shí)沒有聲音。4.由于硬件條件報(bào)警電路沒能得以完成。經(jīng)多次調(diào)試，系統(tǒng)整體較穩(wěn)定。由于經(jīng)過較長時(shí)間的設(shè)計(jì)與排版，使得電路整體布局合理美觀，而且由于缺少74LS121芯片無法實(shí)現(xiàn)的報(bào)警電路我們通過proteus軟件來實(shí)現(xiàn)了。七、結(jié)論與心得理論知識上的收獲通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)電子線路方面的知識，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。通過此次課程設(shè)計(jì)，讓我從實(shí)踐的角度好好的重新學(xué)習(xí)了一下電子技術(shù)基礎(chǔ)，更直觀的了解了包括的幾種芯片的功能和作用。課程設(shè)計(jì)作為一門專業(yè)課，給了我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。通過這次課程設(shè)計(jì)，我掌握了常用元件的識別和測試；熟悉了常用儀器、儀表；了解了電路的連線方法；以及如何提高電路的性能等等，掌握了焊接的方法和技術(shù)，通過查詢資料，也了解了八位智能搶答器的構(gòu)造及原理。心理上的收獲過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后小組同學(xué)的探討、合作、努力下，終于游逆而解。一個(gè)個(gè)錯(cuò)誤的發(fā)現(xiàn)，然后一個(gè)個(gè)的錯(cuò)誤被解決，都帶給我們失望+欣喜。而常常每一個(gè)欣喜都能將前一個(gè)失望所掩蓋，其實(shí)原來我們也開始學(xué)會享受這樣一個(gè)過程，在這個(gè)過程中我們不斷成長，不斷進(jìn)步，不斷開始明白原來凡是付出總是值得的。實(shí)踐的收獲我認(rèn)為，在這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)中，不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。親力親為的去干一件事，讓我們對實(shí)踐操作不再陌生，開始慢慢愛上這個(gè)具有挑戰(zhàn)、具有成就感的“活動”。讓我們開始體會到親自動手的樂趣，動手能力在愉悅的心境下不知不覺提高了。在這種小組式合作的環(huán)境中，我們開始明白人與人相處原來只是言語的溝通是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，常常一起了努力完成一件事能增進(jìn)彼此的感情，于是課程設(shè)計(jì)讓我們學(xué)會另一種很獨(dú)特的與人相處溝通的方法。是人格的磨練也是交際的能力提高。關(guān)于團(tuán)隊(duì)合作的體會這10天中，我們小組4人分工合作、齊心協(xié)力，一起完成了課程設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作（閱讀課程設(shè)計(jì)相關(guān)文檔）、小組討論分工、電路設(shè)計(jì)，完成系統(tǒng)開發(fā)的各個(gè)文檔、課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告、個(gè)人小結(jié)的任務(wù)??這個(gè)過程，這個(gè)10天的課程設(shè)計(jì)我開始明白為什么馬云常常驕傲地說，他會成功很重要的一點(diǎn)是因?yàn)樗幸粋€(gè)全世界最好的團(tuán)隊(duì)。10天的合作，我想說我也擁有像馬云那樣一個(gè)值得我驕傲的團(tuán)隊(duì)。正是因?yàn)樗麄兾也拍軌蛟?0天的課程設(shè)計(jì)中堅(jiān)持下來，我才能夠在每次失敗后不放棄繼續(xù)前進(jìn)，我才能夠現(xiàn)在在這里說這個(gè)課程設(shè)計(jì)我努力了、付出了，也成功了。總結(jié)回顧10天的課程設(shè)計(jì)，有辛酸苦楚，開心喜悅；有知識的長進(jìn)，心理的成長；有友誼的收獲，團(tuán)隊(duì)的支持??經(jīng)過這次我想