數(shù)字搶答器 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

西安郵電學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)匯報(bào)書(shū)——數(shù)字搶答器學(xué)院名稱：電子工程學(xué)院學(xué)生姓名：晁丹（31）專業(yè)名稱：光電信息工程班級(jí)：0901實(shí)習(xí)時(shí)間：12月19日——12月30日課程設(shè)計(jì)題目：題目：數(shù)字搶答器任務(wù)和要求設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)一臺(tái)可供4名選手參加比賽智力競(jìng)賽搶答器。用數(shù)字顯示搶答倒計(jì)時(shí)間，由“9”倒計(jì)到“0”，具備：①無(wú)人搶答,鎖定搶答②選手搶答，停頓計(jì)時(shí)，顯示組號(hào)③犯規(guī)搶答報(bào)警功效。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，按鈕編號(hào)與選手編號(hào)對(duì)應(yīng)，也分別為S1，S2，S3，S4。(2)給主持人設(shè)置一個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制系統(tǒng)清零和搶答開(kāi)始。(3)搶答器具備數(shù)據(jù)鎖存和顯示功效。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，該選手編號(hào)立刻鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號(hào)，同時(shí)提醒燈給出提醒，封鎖輸入編碼電路，禁止其余選手搶答。搶答選手編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。(4)搶答器具備定時(shí)10秒內(nèi)搶答功效。當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕后，定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，參賽選手在設(shè)定時(shí)間（10秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，定時(shí)器停頓倒計(jì)時(shí)，搶答顯示器上顯示選手編號(hào)，定時(shí)顯示器上顯示剩下?lián)尨饡r(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。(5)假如搶答定時(shí)已到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，此次搶答無(wú)效。禁止選手超時(shí)后搶答，提醒燈亮，給出提醒，時(shí)間顯示器顯示0。(6)用555定時(shí)器產(chǎn)生頻率為1Hz脈沖信號(hào)，作為定時(shí)計(jì)數(shù)器CP信號(hào)。總體方案選擇1、方案介紹搶答電路：使用74ls75電路，當(dāng)有些人搶答時(shí)，利用74ls75鎖存，然后將選手編號(hào)送給74ls148進(jìn)行編碼，再送到74ls48譯碼后顯示選手編號(hào)在數(shù)碼管上，同時(shí)給計(jì)數(shù)器一個(gè)信號(hào)停頓計(jì)時(shí)。若選手是違規(guī)搶答，則再給報(bào)警燈一個(gè)信號(hào)，使燈亮。主持人電路：利用74ls161計(jì)數(shù)器作為倒計(jì)時(shí)芯片，當(dāng)主持人按下?lián)尨鸢粹o時(shí)，74ls161被置九，同時(shí)將數(shù)碼管清零，并開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，并經(jīng)過(guò)74ls48譯碼器將即時(shí)時(shí)間進(jìn)行譯碼，并送到數(shù)碼管，顯示此時(shí)時(shí)間。假如在9秒內(nèi)有些人搶答，則計(jì)數(shù)器停頓倒計(jì)時(shí)，將鎖存器鎖存，禁止選手搶答，停頓倒計(jì)時(shí)。2、電路流程圖電路流程圖以下報(bào)警模塊報(bào)警模塊主持人秒脈沖鎖存模塊選手搶答控制模塊計(jì)數(shù)器編碼器譯碼器譯碼器整個(gè)電路如上圖所表示，主要分為兩部分，一個(gè)是倒計(jì)時(shí)部分，一個(gè)是搶答電路，其中搶答器電路由鎖存器電路，編碼器電路，譯碼器電路，數(shù)碼管顯示電路組成，倒計(jì)時(shí)電路由倒計(jì)時(shí)芯片，編碼器電路，數(shù)碼管顯示電路，倒計(jì)時(shí)采取555秒脈沖作為時(shí)鐘信號(hào)輸入端。單元電路設(shè)計(jì)脈沖電路：脈沖電路由555提供，電路圖以下：其作用是為定是電路提供定時(shí)脈沖。2、計(jì)時(shí)電路：該電路主要由74LS161組成，在161輸出端再用非門把正計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)化成倒計(jì)時(shí)，接到由74LS48和數(shù)碼管連而成顯示部分。當(dāng)選手搶答，鎖存器鎖存后，計(jì)數(shù)器停頓計(jì)時(shí)。若計(jì)數(shù)器倒計(jì)時(shí)到0時(shí)依然沒(méi)有些人搶答，則停在0上，由主持人清零以后再繼續(xù)搶答。此電路用來(lái)實(shí)現(xiàn)模10倒計(jì)數(shù)器，用同時(shí)置數(shù)法來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橐蟮箶?shù)，取反得到，比如顯示9應(yīng)為1001，所以在161上應(yīng)為0110，取反后變成1001。當(dāng)?shù)箶?shù)到0后，還要有鎖存功效，鎖住電路，搶答無(wú)效。搶答電路該電路由74LS148優(yōu)先編碼器、74LS75D觸發(fā)器、74LS48譯碼器和數(shù)碼管組成。該電路完成兩個(gè)功效：（1）分辨出參賽選手按鍵先后，鎖存并顯示優(yōu)先搶答者組號(hào)；（2）使其余選手案件操作無(wú)效?？傮w電路圖單元電路輸入輸出信號(hào)波形脈沖電路波形圖：計(jì)時(shí)電路74LS161波形圖：搶答電路74LS148波形圖：分析和總結(jié)碰到問(wèn)題及處理方法問(wèn)題：一開(kāi)始我倒計(jì)時(shí)電路即使能夠顯示出數(shù)字，不過(guò)倒計(jì)時(shí)出現(xiàn)數(shù)字次序卻是：，而不是正常：鎖存電路鎖存后，無(wú)法清零。處理方法：我先檢驗(yàn)了電路連接，確定電路正確，置數(shù)也正確，然后用四個(gè)燈檢驗(yàn)了161計(jì)數(shù)器四個(gè)輸出端，發(fā)覺(jué)輸出信號(hào)是正確，然后再用兩個(gè)燈，一個(gè)接在161一個(gè)輸出端，另一個(gè)接在該輸出端取非后在04芯片對(duì)應(yīng)輸出，理論上應(yīng)該是一個(gè)燈亮，一個(gè)燈滅，而我發(fā)覺(jué)這兩個(gè)燈是同時(shí)亮滅。原來(lái)是04芯片壞了，于是我重新接了一個(gè)04，這時(shí)倒計(jì)時(shí)終于正常了。經(jīng)過(guò)推敲，我發(fā)覺(jué)鎖存電路邏輯上存在問(wèn)題，我開(kāi)始時(shí)將鎖存器E01和E23都接是低電平，所以它不受其它開(kāi)關(guān)控制，無(wú)法清零。日后，我將四個(gè)選手開(kāi)關(guān)與完后接到E01和E23上，當(dāng)選手搶答時(shí)鎖存，主持人結(jié)束此輪搶答后，選手將開(kāi)關(guān)復(fù)位，這時(shí)，鎖存器就不再鎖存剛才選手編號(hào)了。總結(jié)此次實(shí)習(xí)非常有趣，老師讓我們自己設(shè)計(jì)電路，自己連接，自己排錯(cuò)調(diào)試，動(dòng)手性很強(qiáng)。一開(kāi)始碰到問(wèn)題時(shí)，我還不知所措，只能將板子拆掉重新連，沒(méi)有利用老師給工具。日后在老師指導(dǎo)下，我漸漸學(xué)會(huì)了全方面思索，當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，我利用萬(wàn)用表檢驗(yàn)電路，依照每個(gè)芯片功效不一樣，不一樣問(wèn)題，不一樣對(duì)待，比如計(jì)數(shù)那里出了問(wèn)題，能夠用幾個(gè)燈來(lái)檢驗(yàn)161芯片，依照燈亮滅來(lái)判斷芯片是否有問(wèn)題。另外，此次試驗(yàn)也培養(yǎng)了我們大膽質(zhì)疑，小心求證態(tài)度。剛開(kāi)始，我總懷疑自己電路邏輯有問(wèn)題，而沒(méi)有驗(yàn)證器材好壞，造成自己浪費(fèi)了很多時(shí)間，日后排錯(cuò)中，我對(duì)各方面問(wèn)題都考慮到了，不再盲目懷疑自己設(shè)計(jì)，這使我對(duì)完成這個(gè)試驗(yàn)愈加有信心，而且也節(jié)約了很多時(shí)間。參考文件數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)（脈沖與數(shù)字電路第三版）數(shù)字電路與EDA實(shí)踐教程西安郵電學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)成績(jī)判定表學(xué)生姓名晁丹班級(jí)/學(xué)號(hào)光電0901（31）負(fù)擔(dān)任務(wù)試驗(yàn)室（單位）電路與電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)部所在部門電子工程學(xué)院實(shí)施時(shí)間12月19日——12月30日詳細(xì)內(nèi)容第一周講授數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法及需要注意問(wèn)題；選定題目，并設(shè)計(jì)電路，完成電路設(shè)計(jì)；電路仿真；領(lǐng)取元器件，開(kāi)始組裝電路；第二周組裝電路;老師驗(yàn)收電路;寫(xiě)試驗(yàn)匯報(bào)；試驗(yàn)總結(jié)；成績(jī)判定學(xué)習(xí)內(nèi)容（40分）基本功效完成情況（25分）擴(kuò)展功效完成情況（10分）其它（5分）接收單位評(píng)價(jià)（20分）實(shí)踐能力（10分）學(xué)習(xí)態(tài)度（6分）學(xué)習(xí)紀(jì)律（4分）匯報(bào)判定（40分）匯報(bào)內(nèi)容與實(shí)踐過(guò)