人抢答器数电实训报告.doc

《数字电子技术课程设计》
设计报告
题目抢答器电路
专业电子信息工程
班级学号 21
姓名胡元川
时间 2014年6月
成都工业学院电气与电子工程系
二О一四年六月
《数字电子技术课程设计》任务书
课程设计时间:14周------18周(3人一组)
课程设计题目:题目七
抢答器电路
1、设计一个针对8人的抢答器电路
2、电路有一个开始抢答按钮,按下此按钮才能抢答。
3、在抢答开始后,有任一人抢答,都有声光报警,显示此人的编号,同时禁止其他人抢答。按下开始抢答按钮后,进入下一题抢答。
4、电路设计一个30秒倒计时显示器,时间到后,不允许任何人抢答,同时声光报警。
课程设计工作要求:
1、理解所选择题目功能要求,选择设计方案,完成电路原理框图设计。
2、选择集成器件,完成单元电路设计。
3、完成整体电路设计,画出电路原理图,并使用仿真验证分析功能。
4、画出安装布线图,归纳元器件清单,申领器件,完成PCB制版,完成实物安装。
5、实验室硬件调试及验收。
6、完成课程设计报告。
目录
一、 设计方案选择及电路原理方框图 1
二、单元电路设计 2
(一)单元电路一:八人抢答器 2
(二)单元电路二:倒计时模块 3
(三)单元电路三:倒计时控制模块 5
(四)单元电路四:抢答控制电路 5
(五)单元电路五:计分器 6
三、总体电路原理图及仿真分析 6
四、布线图及元器件清单表 7
五、调试过程中所遇到的问题及解决方法(实验箱搭建电路进行调试) 9
六、硬件电路工作分析(在实验箱和实验板上进行) 9
七、专周总结 11
1、题目:八人抢答器电路 11
2、技术:运用数字电路技术和部分模拟电路技术 11
3、不足: 11
4、专周个人体会与总结 11
报告正文
摘要:本文基本阐述了一种集抢答、定时、报警,计分,数码显示、能够自锁的多功能8路数字抢答器的设计思路,并应用Multisim进行了电路设计与仿真,仿真结果证明该电路设计合理,具有比较可靠的工作方式和更强的适用性,达到了预期的设计目的和要求,在实际生活中具有很强的实用性。
关键词:抢答器;锁存器;译码;编码;555秒脉冲产生电路;计数器
设计方案选择及电路原理方框图
方案一
本方案由三个模块构成:抢答器电路,倒计时电路,控制电路。
抢答器模块:利用74hc573和74LS32构成互锁电路,再利用74hc573、74LS148和74LS48以及七段共阴构成抢答器显示电路。
倒计时模块:利用NE555多谐振荡器和两片十进制同步可逆计数器74LS192,再利用74LS47和七段共阳数码管,最后根据T=(R1+2R2)C,选择相关电阻和电容,构成倒计时电路。
控制模块:综合利用7个NPN三极管搭建非门5个,或门一个、74LS08一片、以及各芯片输出控制端,构成控制电路。
方案二
本方案由三个模块构成:抢答器电路,倒计时电路,控制电路。
抢答器模块:利用74LS373和74LS32构成互锁电路,再利用74LS373、74LS148、74LS04和74LS47以及七段共阳构成抢答器显示电路。
倒计时模块:利用NE555多谐振荡器和两片十进制同步可逆计数器74LS192,再利用74LS47和七段共阳数码管,最后根据T=(R1+2R2)C,选择相关电阻和电容,利用74LS192的置数端来构成N十进制的减法计数器倒计时电路。
控制模块:利用八输入与非门74LS30、六位反向器74LS04、四二输入或门74LS32、四二输入与门74LS08、三输入与门74LS11组成控制电路。
方案选择:方案二设计使用芯片过多,造成电路复杂,成本高,且很多芯片管脚并未完全使用,最终选择使用三极管搭建非门以及或门改善电路结构,降低成本,最终选择方案一。
电路原理方框图
控制电路
二、单元电路设计
(一)单元电路一:八人抢答器
1、集成器件介绍。
74LS373D:八D锁存器(3S,锁存允许输入有回环特性),373为三态输出的八D透明锁存器
引脚图
74LS148:74ls148优先编码器管脚功能介绍:为16脚的集成芯片,(16),GND(8),I0—I7为输入信号,A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号,IE是使能输入端,OE是使能输出端,GS为片优先编码输出端。
引脚图
74LS48D:74LS47的输入端是四位二进制信号(8421BCD码),a、b、c、d、e、f、g是七段译码器的输出驱动信号,高电平有效。可直接驱动共阴极七段数码管, 是使能端,起辅助控制作用。
引脚图
2、单元电路设计。
3、单元电路工作原理。
利用74hc573组成了一个八人互锁电路,互锁电路通