電子線路設(shè)計(jì)-四路搶答器

電子線路實(shí)習(xí)

結(jié)題報(bào)告設(shè)計(jì)題目：四路搶答器電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目的參加搶答組數(shù)為四組。判別選組電路。能迅速準(zhǔn)確的判定搶答者，同時(shí)能排除其他組的干擾信號(hào)，閉鎖其他各路輸入。對(duì)優(yōu)先搶答者有數(shù)字顯示。設(shè)計(jì)要求1、可同時(shí)供4名選手參賽，其編號(hào)分別是1到4，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)。給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零(編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈)和搶答的開(kāi)始。2、搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并數(shù)碼管上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)封鎖輸入電路，禁止其它選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)工作原理其工作原理為：接通電源后，主持人將開(kāi)關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，主持人將開(kāi)關(guān)置“開(kāi)始”狀態(tài)，宣布“開(kāi)始”，搶答器處于工作狀態(tài)，搶答器完成要完成以下四項(xiàng)工作：1）優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由所存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)；2）控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其它選手再次進(jìn)行搶答；3）當(dāng)選手將問(wèn)題回答完畢，主持人操作控制開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。硬件設(shè)計(jì)需求本課程設(shè)計(jì)，要求用電路芯片有：74LSl48，74LS279，74LS48本課程設(shè)計(jì)，要求用電路原件有：10K電阻5個(gè)（所得實(shí)際電阻為9.9K）510電阻1個(gè)（所得實(shí)際電阻為490）發(fā)光二極管1個(gè)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)1個(gè)，按鈕開(kāi)關(guān)4個(gè)數(shù)碼管1個(gè)優(yōu)先編碼器74LS148

74LS148為8線－3線優(yōu)先編碼器。它允許多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)有效，但只對(duì)一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的輸入信號(hào)進(jìn)行編碼。74LS148管腳圖

74LS1488線—3線二進(jìn)制編碼器真值表74LS148工作原理

該編碼器有8個(gè)信號(hào)輸入端，3個(gè)二進(jìn)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(biāo)志YEX非。

當(dāng)ST非=0時(shí)，編碼器工作；而當(dāng)ST非=1時(shí)，則不論8個(gè)輸入端為何種狀態(tài)，3個(gè)輸出端均為高電平，且優(yōu)先標(biāo)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(chēng)為輸入低電平有效，輸出也為低電來(lái)有效的情況。當(dāng)ST非為0，且至少有一個(gè)輸入端有編碼請(qǐng)求信號(hào)（邏輯0）時(shí)，優(yōu)先編碼工作狀態(tài)標(biāo)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(gè)輸入端均無(wú)低電平輸入信號(hào)和只有輸入0端（優(yōu)先級(jí)別最低位）有低電平輸入時(shí)，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(dāng)YEX非＝1時(shí)，表示8個(gè)輸入端均無(wú)低電平輸入，此時(shí)Y2Y1Y0的非=111為非編碼輸出；YEX非＝0時(shí)，Y2Y1Y0的非=111表示響應(yīng)輸入0端為低電平時(shí)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(shí)，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(jí)別的次為7，6，……，0。輸入有效信號(hào)為低電平，當(dāng)某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級(jí)別高的輸入端無(wú)低電平輸入時(shí)，輸出端才輸出相對(duì)應(yīng)的輸入端的代碼。例如5為0。且優(yōu)先級(jí)別比它高的輸入6和輸入7均為1時(shí)，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(gè)獨(dú)立的用與非門(mén)組成的基本RS觸發(fā)器。其中第一個(gè)和第三個(gè)觸發(fā)器各有兩個(gè)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(gè)觸發(fā)器只有一個(gè)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(dòng)器，常用在各種數(shù)字電路和單片機(jī)系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)中74LS48管腳圖：74LS48真值表設(shè)計(jì)原理圖該電路的工作原理過(guò)程：當(dāng)主持人控制開(kāi)關(guān)S置于"清零"端時(shí)，RS觸發(fā)器的R非端均為０，４個(gè)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(shí)鎖存電路不工作。當(dāng)主持人把開(kāi)關(guān)S置于"開(kāi)始"時(shí)，優(yōu)先編碼器和鎖存電路同時(shí)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(hào)輸入，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（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(dāng)按鍵松開(kāi)即按下時(shí)，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?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的準(zhǔn)確性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開(kāi)關(guān)重新置“除”，電路復(fù)位。電路電壓測(cè)量由于本次電路主要為數(shù)字電路，信號(hào)輸入也為出發(fā)鎖存輸入，對(duì)鎖存前的電壓測(cè)量難以不抓測(cè)量，所以測(cè)了些鎖存后的電壓實(shí)際參數(shù)。實(shí)習(xí)總結(jié)經(jīng)過(guò)初步分析知道需要用到鎖存器、顯示器、定時(shí)器，這時(shí)腦子里只有不多的器件，而流程路線沒(méi)有一點(diǎn)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(jìn)過(guò)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(huà)瓢，把各個(gè)局部電路圖畫(huà)出來(lái)。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(fù)有心人，好在終于把電路圖給疏通了。但是接下來(lái)就面對(duì)著一個(gè)巨大的困難，仿真圖的繪制。可要知道仿真軟件以前從來(lái)沒(méi)接觸過(guò)，要在這短短的時(shí)間內(nèi)熟悉并會(huì)運(yùn)用一個(gè)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(shí)間不允許就放棄這一環(huán)節(jié)，并且老師也聲明可不沒(méi)有，好了，問(wèn)題都解決了。經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)我對(duì)74LS系列有了很深的了解，其實(shí)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(jì)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