課程設(shè)計(jì)搶答器

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1、 湖南商學(xué)院 《電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題　目 搶答器 姓 名: 學(xué) 號(hào): 專 業(yè): 電子信息工程 班 級(jí): 指導(dǎo)教師: 職 稱: 計(jì)算機(jī)與電子工程學(xué)院 2011年7月 目 錄 1 課程設(shè)計(jì)任務(wù) ………………………………………………………………1 1.1功能要求 1 1.2設(shè)計(jì)步驟與要求 1 2 原理分析 ………………………………

2、……………………………………1 2.1 搶答器的總體框圖 1 2.2 方案選擇 2 3 電路的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………2 3.1 搶答電路的設(shè)計(jì) 2 4 元器件介紹 ………………………………………………………………..4 5 安裝與調(diào)試 ………………………………………………………………..7 6 總結(jié) ………………………………………………………………………..7 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………..8 附錄 ……………………………………………………………………………..8 課程

3、設(shè)計(jì)評(píng)審表 姓 名 學(xué) 院 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 題 目 搶答器 評(píng) 審 意 見 評(píng)審成績(jī) 指導(dǎo)教師簽名 職稱 評(píng)審時(shí)間 年 月 日 課程設(shè)計(jì)作品驗(yàn)收表 題目 搶答器 參與人員 姓 名 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求： 1，設(shè)計(jì)一個(gè)基本的六路搶答器； 2，搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在

4、LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)（1～6），同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示。同時(shí)禁止其他選手搶答。 作品完成情況： 1， 能夠完成基本的搶答功能； 2， 由于有一個(gè)開關(guān)壞了，所以有時(shí)只能完成五路搶答。 驗(yàn)收情況： 驗(yàn)收教師簽名：___________ 　　　　　　年 月 日 注：1. 除“驗(yàn)收情況”欄外，其余各欄均由學(xué)生在作品驗(yàn)收前填寫。 2. “驗(yàn)收情況

5、”欄由驗(yàn)收小組按實(shí)際驗(yàn)收的情況如實(shí)填寫。 搶答器 1 課程設(shè)計(jì)任務(wù) 1.1功能要求 （1）設(shè)計(jì)制作一個(gè)可容納6組參賽的數(shù)字式槍答器，每組設(shè)置一個(gè)搶答按鈕供搶答者使用。 （2）給主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零和搶答的開始。 （3）搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)（1～6），同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示。同時(shí)禁止其他選手搶答。 1.2設(shè)計(jì)步驟與要求 （1）擬定電路的組成框圖，要求能實(shí)現(xiàn)所有功能，使用的元器件少，成本低。 （2）設(shè)計(jì)并安裝電路，要求布線整齊、美觀，便于級(jí)聯(lián)和調(diào)試。 （3）測(cè)

6、試所設(shè)計(jì)搶答器的邏輯功能，滿足各項(xiàng)功能要求。 （4）畫出整機(jī)邏輯電路圖。 （5）寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。 2 原理分析 2.1 搶答器的總體框圖 顯示電路 主持人 控制開關(guān) 控制電路 優(yōu)先編碼電路 搶答按鈕 譯碼電路 鎖存器 圖1 搶答器的總體框圖 圖1所示搶器的工作過程是：接通電源時(shí)，節(jié)目支持人將開關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈。當(dāng)主持持人宣布搶答題目后，說一聲“搶答開始”，同時(shí)將控制開關(guān)撥到“開始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)。搶答器要完成下面幾個(gè)工作： 1.優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，

7、并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后有譯碼顯示電路顯示編號(hào)； 2.制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答。 2.2 方案選擇 采用74LS148優(yōu)先編碼器分辨選手搶答的先后，并通過RS鎖存器74LS279鎖存搶答者的編號(hào)，再經(jīng)過74LS48芯片譯碼驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管顯示。 3 電路的設(shè)計(jì) 3.1 搶答電路的設(shè)計(jì) 搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無效。這里選用優(yōu)先編碼器74LS148和RS鎖存器74LS279完成上述功能，其電路圖如圖2所示。 圖2 搶答電路 其工作原理是：當(dāng)主持人控

8、制開關(guān)處于“清除”位置時(shí)，RS觸發(fā)器的R端為低電平，輸出端（4Q~1Q）全部為低電平。于是74LS48的BI=0，顯示器滅燈；74LS148的選通輸入端ST=0，74LS148處于工作狀態(tài)，此時(shí)鎖存電路不工作，當(dāng)主持人開關(guān)撥到“開始”位置時(shí)，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時(shí)處于工作狀態(tài)，即搶答器處于等待狀態(tài)，等待輸入端I7~~I0輸入信號(hào)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S4）,74LS148的輸出Y2Y1Y0=011，YEX=0，經(jīng)RS鎖存器后，CTR=1，BI=1，74LS279處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=100，經(jīng)74LS48譯碼后，顯示器顯示出“4”，此外，CTR=1，使74LS148 ST端為

9、高電平，74LS148處于禁止工作的狀態(tài)，封鎖的其他按鍵的輸入。當(dāng)按下的鍵松開后，74LS148的YEX為高電平，但由于CTR維持高電平不變，所以74LS148仍處于禁止工作狀態(tài)，其他按鍵的輸入信號(hào)不會(huì)被接受，這就保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的準(zhǔn)確性。當(dāng)優(yōu)先搶答者回答完問題后，有主持人操作控制開關(guān)S，使搶答電路復(fù)位，進(jìn)行下一輪的搶答 4 元器件介紹 該設(shè)計(jì)用到較多集成電路電路芯片，在此給出其管腳圖和部分功能介紹： 1.七段共陰極數(shù)碼管 圖3 數(shù)碼管引腳圖 LED顯示器是由發(fā)光二極管作為為顯示字段的數(shù)碼顯示器件，圖4 為一位LED顯示器的引腳圖，其中七只發(fā)光二極管（a-g

10、七段）構(gòu)成字形“8”。另外還有一只發(fā)光二極管dp作為小數(shù)點(diǎn)。當(dāng)顯示器的某一段發(fā)光二極管通電時(shí)，該段發(fā)光。 共陰極結(jié)構(gòu)： LED顯示器有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)采用的是共陰極的結(jié)構(gòu)。見圖5，在共陰極結(jié)構(gòu)中，各段發(fā)光二極管的陰極連接在一起，將此公共點(diǎn)接地，某一段發(fā)光二極管的陰極為高電平時(shí)，該段發(fā)光。 共陰極字段碼 LED顯示0-9某個(gè)字符時(shí)，則要求在a-dp送固定的字段碼，如要使LED顯示“0”，則則要求a、b、c、d、f各引腳為高電平，g和dp為低電平。字段碼為“3fh”。 圖4 共陰極結(jié)構(gòu) 2.74LS279RS鎖存器，當(dāng)R=1，S=0時(shí)，輸出為；當(dāng)R=1S=1時(shí)

11、，鎖存器具有保持功能，將輸出一直保持為1，達(dá)到鎖存的目的。 表1 74LS279 鎖存器功能表 輸入 1 2 輸出 Q 0 0 0 0 X 1 X 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 沒改變 3.下圖為74LS148的功能介紹，ST為使能端，控制芯片的工作；當(dāng)無輸入時(shí)，YEX=1，有輸入時(shí)，YEX=0。其功能真值表如下 表2 74LS148功能表 輸入

12、 輸出 0 1 2 3 4 5 6 7 2 1 0 1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 X X X X X X 0 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X 0 1 1 0 1 0 0 1 0 X X X X

13、0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 74LS48譯碼器 圖5 74LS48譯碼器管腳分布圖 原

14、理說明： 開關(guān)S置于"清零"端時(shí)，RS觸發(fā)器的輸入端R均為０，４個(gè)觸發(fā)器輸出置０，使74LS279 中 BI/RBO ＝０，A3A2A1A0=0000,使之處于鎖存狀態(tài)。74LS279不工作，輸出全為0。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 經(jīng)RS鎖存后，1Q=1,YS =1,74LS48處于工作狀態(tài)，４Q３Q２Q=101,即74LS279輸入端A3A2A1A0=0101，經(jīng) 74LS279后輸出YgYfYeYdYcYbYa=1101101,經(jīng)譯碼顯示為"5"。 5 安裝與調(diào)試 （1）調(diào)試準(zhǔn)備—檢查電路 在通電調(diào)試之

15、前，必須認(rèn)真檢查電路連線是否正確，對(duì)照電路圖按照一定順序逐級(jí)檢測(cè)，特別要注意電源是否接錯(cuò)，電源與地是否有短接，二極管是否接反，輕輕撥一撥元器件，觀察焊點(diǎn)是否牢固。 （2）通電觀察 一定要調(diào)試好電源值為5V，才能給電路通電。電源接通后首先保證安全，觀察電路中是否有冒煙、起火等現(xiàn)象。如果有，應(yīng)立即斷電，故障排除后繼續(xù)通電，并注意觀察各器件引腳電壓是否正常。 6 總結(jié) 通過一段時(shí)間的搶答器的設(shè)計(jì)，增長(zhǎng)了許多的知識(shí)，知道了做好一件事是并不是想象中那么簡(jiǎn)單，不是知道了書本中老師教的東西就可以做好，事實(shí)不是想象中那樣的完美，在現(xiàn)實(shí)中有許多預(yù)料不到的困難在等著你，有時(shí)候都令人崩潰了，某些時(shí)候都無

16、離頭似的瞎忙活，不過從中間學(xué)會(huì)了堅(jiān)持。 在這一個(gè)學(xué)期里,我了解了實(shí)際動(dòng)手操作和理論相結(jié)合的重要性,在老師的耐心幫助下,自己的認(rèn)真努力下,最終得到圓滿。 經(jīng)過這次的課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺！ 其一，我們必須掌握一些必備的常識(shí)，比如，三極管引腳的判定以及電阻值的判定。 其二，我們必須用科學(xué)的態(tài)度對(duì)待我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中所遇到的問題不能以“人品之類”話而敷衍過，應(yīng)該以作為一個(gè)工程人員應(yīng)用的素質(zhì)去面對(duì)，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持冷靜，測(cè)試有條理。遵循物質(zhì)客觀規(guī)律，不隨便改寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 其三，自己平時(shí)要多動(dòng)手、多動(dòng)腦，這樣當(dāng)問題來臨時(shí)你就不會(huì)手忙腳亂。比如在焊接時(shí)，要細(xì)心，以免元器件的虛焊，以及焊

17、接點(diǎn)之間是否會(huì)連接等。 其四，要注意試驗(yàn)安全，不要輕易地嘗試不安全接法。在做設(shè)計(jì)時(shí)必須講求產(chǎn)品的實(shí)用性及美觀性。這就要求我們對(duì)所需器件進(jìn)行合理布置。 這次的課程設(shè)計(jì)讓我明白了很多道理，首先做事不能馬虎，要有耐心與細(xì)心，更要有信心，由于我開始的不細(xì)心，以致造成后來的又重新買了器件與焊接。其次，要謙虛，要多看，多問，不能認(rèn)為自己的一定是對(duì)的，要多虛心的向別人請(qǐng)教，有時(shí)候你的作品可能就是一個(gè)很小的問題，但如果你自己一直悶在那里，就會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間與精力。第三，要有足夠的耐心與耐力，要讓心靜下來，要耐得住寂寞。 參考文獻(xiàn) [1]. 《數(shù)字電子技術(shù)》楊志忠主編；高等教育出版社。 [2].《PROTEL99SE原理圖與PCB及仿真》清源計(jì)算機(jī)工作室編；機(jī)械工業(yè)出版社。 [3].《電工電子實(shí)訓(xùn)教程》熊辛明主編；清華大學(xué)出版社。 [4].《電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試》 謝自美主編；第三版，華中科技大學(xué)出版社 附錄 1 原理圖 2 作品完成圖 10