西安郵電學(xué)院數(shù)電課程設(shè)計20

1、西安郵電學(xué)院數(shù)字電路課程設(shè)計報告書題目：數(shù)字搶答器系部名稱 通信工程系學(xué)生姓名 王一峰(17)專業(yè)名稱 通信工程班級 通工0502時間 07年12月10日至07年12月21日.任務(wù)和要求1.任務(wù)：本次實習(xí)要求完成一個可供四名選手進行比賽的數(shù)字搶答 器2要求：(1).四名選手編號為1、2、3、4。其中各有一個搶答按鈕 和一個指示燈，夠進行搶答的按鈕和指示燈和選手一一對應(yīng)。(2) 給主持人一個控制開關(guān)，可以控制開始搶答和倒計時開始、系 統(tǒng)清零。(3) .搶答器要求具有鎖存功能：在主持人沒有按開關(guān)時，如果有 人搶答，顯示搶答者的編號，同時與他對應(yīng)的燈和禁報燈同時亮，統(tǒng) 鎖存，其他人在搶答無效；在主持

2、人按下開關(guān)，搶答開始時，倒計時 開始，最先搶答者也顯示其編號，其對應(yīng)的燈也亮，系統(tǒng)鎖存，倒計 時也停止，直到主持人清零為止。(4) .如果在主持人按下按鈕，倒計時到0時仍然沒有人搶答， 此次搶答無效，主持人清零重新開始；如果有人搶答顯示其編號，其 對應(yīng)的燈和警報燈同時亮起，系統(tǒng)鎖存，直到主持人清零為止。(5) .該系統(tǒng)的脈沖是由555電路供給，倒計時也是1hz的脈沖遞減, 作為計時器的cp信號。二.總體方案的選擇1.電路由脈沖產(chǎn)生電路、計時工作電路、鎖存電路和顯示部分 電路組成。在主持人沒有按下開關(guān)時，如果有人搶答，其信號燈發(fā)亮, 鎖存器將電路鎖定，這就是違規(guī)搶答，搶答無效，主持人清零，重新

3、開始搶答；當(dāng)正常搶答時，主持人按下開關(guān)后，由555電路產(chǎn)生cp 信號，輸入到計時器，計時器（39秒倒計時）開始倒計時，若一直 到0也沒有人搶答，則主持人清零重新開始；若還沒有到0時有選手 搶答，則鎖存器鎖定電路，并且把“0”信號傳給計時器，使計時器 保持，顯示電路顯示選手的編號，而其它選手再搶答已經(jīng)無效，這樣 就完成了一次正常搶答。主持人清零以后，開始下一次搶答。2.系統(tǒng)工作圖示：3.實驗元件列表:兀件名稱兀件描述兀件數(shù)量74ls00四2輸入與非門174ls20二4輸入與非門174ls48編碼器374ls75鎖存器174ls161計數(shù)器2七段顯示譯碼器與74ls48配合374ls04反向器25

4、55秒脈沖1二極管574ls08四2輸入與門1單元電路的設(shè)計三.元電路的設(shè)計1.鎖存器電路部分該部分主要是由74ls75實現(xiàn)的，此元件是低端有效。當(dāng)四個選 手搶答時，輸入的信號為“1”，用74ls20將這四個選手在75芯片 對應(yīng)的非輸出端與主持人的主控開關(guān)相與非，接入75的使能端（e1-2 和e3-4）,這樣就通過“0”，把75鎖定，完成鎖定，當(dāng)選手們按下 搶答鍵時，搶答有效指示燈發(fā)亮，表明該選手搶答，同時，數(shù)碼管也 顯示了該選手號碼，電路也鎖存成功。以鎖存器為中心的編碼顯示電 路。此電路是以四d觸發(fā)器74ls75為中心的編碼鎖存系統(tǒng)，編碼器 的作用是把鎖存器的輸出先經(jīng)過74148優(yōu)先編碼在把

5、它的輸出轉(zhuǎn)化 成8421bcd碼,進而送給7段顯示譯碼器，其真值表如下：搶答者代號7418優(yōu)先編碼器的輸入7448譯碼器的輸入qiq2q3q4ino非ini非in02非in3非in4非卅 £5in6非in7 非dcba1000xxxxxx0100010100xxxxx01100100010xxxx011100110001xxx0111101000000xxxxxxx00000電路圖如下:vccorurltgfi/rbctoftrbtobhocaobgnde7447kia0532104 5 6 7e1a2a1gnd1gtiqid2qzd己氐3c.4c1c2cvccgw3d3ct4d3q

6、4cr4q11a vcc ib 2d nc 2c 1c nc id 2b 1y 2a gnd 2y23s67總于m 02計數(shù)器電路該部分主要由兩個74ls161級聯(lián)而成，在161的輸出端再用非門 把正計時轉(zhuǎn)化成倒計時,接到由74ls48和數(shù)碼管連而成的顯示部分。 當(dāng)鎖存器鎖存后,計數(shù)器也停止計時。這樣就能顯示該次搶答是否有 效；若計數(shù)器倒計時到0時仍然沒有人搶答，則由主持人清零以后再 繼續(xù)搶答，如果有人搶答則報警電路工作，主持人清零以后再繼續(xù)搶 答。此電路用來實現(xiàn)模40的倒計數(shù)器，用兩片74161來實現(xiàn)，高位 片實現(xiàn)模四的計數(shù)，低位片實現(xiàn)模10的計數(shù)功能。用同步置數(shù)法來 實現(xiàn)，由于要求倒數(shù)，可

7、以取它們各自的后面的狀態(tài)，然后取反而得 到。在次還有一個問題是：當(dāng)?shù)箶?shù)到0后，還要有鎖存的功能，鎖住 電路，搶答無效。高位片模4,它從1100到1111,取反后便可得到 0011到0000；低位片模10,它從0110到1111,取反后得到1001到 0000o其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下：咼位片:dcba/co低位片：dcba/co11101000 山* 1001 4/ /1101 ：/0/0、1100 <1010/01011在低位片每一次循環(huán)后,不但要給其自身置數(shù)，還要控制高位片記數(shù)一次，這個可以用其co來控制高位片的ctt,接下來就是 在倒數(shù)到“00”后，要讓記數(shù)器停止工作，這個可以用這兩片74

8、161 的co和ctp來控制脈沖電路的電源(vc)來做到，當(dāng)?shù)箶?shù)到“00” 后，高低位片的co都為1,可以利用這個信息來控制倒數(shù)到“00” 時停下來。電路圖如下：74163工iocqabcdtv qqqqengbvcccofltgoare01：docaohgndeevcccoflt6oarevobiiocaodgnde7447is3脈沖電路它是由555電路組成。女口下:5.1 kohmout端口為計時電路提供cp脈沖，它的脈沖波形圖:/v八畫總體電路圖。完整電路圖如下:hz2hi2e!2d3c4c1c-2cvdco4d3der4d3ci很4r74140衛(wèi)vcccorlvnr f qtcm0ga

9、arej'a 口 bnc占0dgnd0evccsdscrc蠱er laliinclcujlrgndn ellhjr 冃vr esabc deg7447bwccoflf0qbt/rio10ared*dbd口匚a0dgmd0edrcrc0flf0qbt/rio10ared*dbd口匚a0dgmd0e五. 電路組裝、調(diào)試過程中發(fā)生的問題及解決的方法。在電路的組裝調(diào)式的時候，由于接觸不好的原應(yīng)數(shù)碼管在顯示 的時候不能完整表達所要的結(jié)果，通過用萬用表檢查電路找到了事出 的地方，通過從接電路解決了這個問題；還有就是在當(dāng)沒有人搶答的 時候顯示幾號搶答的數(shù)碼管顯示的是7,但要求是0,通過對優(yōu)先編 碼模

10、塊功能的再次了解改變了它顯示0的輸入端，解決了此題；還有 就是在倒計時到00的時候計數(shù)器停不下來，經(jīng)過調(diào)整計數(shù)器的控制 停止端進行00停止，但由于不動步也沒有完成，最后經(jīng)過co與co 與非接到555電路的vcc端對脈沖進行控制才完成了這個功能。六. 分析總結(jié)和心得體會。實踐剛開始，不知道從何下手，我覺得有些力不從心，老師讓我 們根據(jù)所給要求去查資料時，看了些質(zhì)料后開始慢慢進入角色因為以 前沒有做過對數(shù)字電路實驗是一知半解，但我相信我有能力做成功， 所以就慢慢開始設(shè)計部分電路，把它分成了三大塊，計時電路，搶答 電路，中間的連接控制電路，我就通過各種渠道查資料，上網(wǎng)搜索， 圖書館查，借書看，因為剛

11、開始我不知道74ls75這個芯片的具體的 用法，就去網(wǎng)上查閱得知此芯片是低電平有效時，要想數(shù)碼管顯示搶 答者的號碼時，只要給其輸入低平信號就可以鎖定了，于是我就把四 個輸出的與非門的輸出和主持人開關(guān)的與非門接入使能端，這樣，當(dāng) 主持人按下開關(guān)后，有選手搶答時，最后將輸岀“0”的信號，這樣 就能鎖定下來。部分功能已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)，開始有些順手了，仿真部分 電路功能實現(xiàn)，讓我有了更多的信心，最后慢慢的其它模塊功能都實 現(xiàn)了。在實驗過程中，我還獲得了很多東西，比如在連接前還要規(guī)劃好 芯片安裝位置，否則會在之后的連線中出現(xiàn)困難，這使我懂得了合理 安排的重要性。還有就是再實踐的時候有些東西和書本上說的有所偏

12、 差，使我對書本上知識的產(chǎn)生懷疑，明白了不能一味的相信理論，而要用實踐去簡練理論。其次在設(shè)計和連接過程中使我知道交流的重要 性，通過交流和討論使我少走了許多彎路，也使我懂得團隊合作的 重要性。同時在老師悉心指導(dǎo)下，經(jīng)過本次課程設(shè)計使我進一步鞏固 課本上的知識并且提高了自己的分析問題和解決問題的能力，還 建立了自信，讓自己的動手實踐能力也得到了提高，為以后的學(xué) 習(xí)和工作打下了良好的基礎(chǔ)。七. 參考文獻。數(shù)字電路邏輯設(shè)計（脈沖與數(shù)字電路 第三版）王毓銀 主編 數(shù)字電路實驗指導(dǎo)書 張亞婷王利楊樂周麗娟郭華編 還有就是在網(wǎng)上看的零碎資料。八過程考核表和成績鑒定表西安郵電學(xué)院通信系電子設(shè)計過程考核表學(xué)生

13、姓名王一峰（17）班級/學(xué)號通工 0502/03051075承扌日任務(wù)實驗室（單位）3#實驗樓536所在部門電信系實施時間2007 年 12 月 10 b 2007 年 12 月 21 0具體內(nèi)容第一周周一老師講解實習(xí)內(nèi)容、要求及基本原理周二、三驗證性實驗正計數(shù)器周四、五設(shè)計性實驗搶答器第二周周一、二設(shè)計性實驗搶答器周三、四寫實驗報告周五交實驗報告指導(dǎo)教師（師傅）姓名薛延俠職務(wù)或職稱講師指導(dǎo)教師（師傅）對學(xué)生的評價學(xué)習(xí)態(tài)度認真一般口不認真學(xué)習(xí)紀律全勤口偶爾缺勤口經(jīng)常缺勤實踐能力很強一般較差指導(dǎo)教師（師傅）對學(xué)生專業(yè)知識或社會實踐能力等情況的意見指導(dǎo)教師（師傅）簽字年月日西安郵電學(xué)院通信系電子設(shè)計成績鑒定表學(xué)生姓名王一峰班級/學(xué)號通工0502/03051075進行時間2007 年 12 月