电子技术课程设计六路抢答器

课程设计任务书课程名称： 电子技术课程设计 题 目： 六路抢答器 学院审核（签名）： 审核日期： 六路抢答器目 录一、目的与要求2二、方案设计1、总体设计思路22、各部分模块的具体设计3三、protel整体的原理图6四、PCB图7五、Multisim仿真验证9六、设计总结及体会10七、参考文献11目的与要求设计一个可容纳6组参赛的数字式竞赛抢答器，每组设一个按钮，供抢答使用。抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后开始抢答，若抢答者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别，同时扬声器发出23秒的声音。此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用。总体设计思路在抢答部分，本文采用边沿D触发器实现。时钟信号用555芯片构成的多谐振荡器来实现。当其中一位抢答者最先抢答，相应的触发器触发，同时阻断CLK信号，使其他触发器无法工作，从而实现了自锁功能。然后再采用七段显示管把抢答者的组别显示出来，与此同时，扬声器发出声音，声音持续长短用RC充放电电路控制。主持人的复位开关可以控制触发器、显示管以及扬声器。以下是原理框图：六个触发器复位开关编码器七段显示译码器七段显示管555多谐振荡器六个抢答开关RC充放电电路扬声器各部分模块的具体设计1、 触发器的连接：本文采用74LS74双D触发器芯片，因此共需要3片74LS74。每个触发器均按下图连接。S为复位开关，S0为抢答开关。当复位开关打到1时触发器才有效。S0按下去，触发器触发。2、555多谐振荡器：为了在抢答过程中电路可以识别极短的时间差，本文把多谐振荡器的输出频率设置为1KHz左右，占空比近似1:1。3、 编码、译码、显示部分把触发器的输出接入74LS148优先编码器，然后再通过7448显示译码器译码，最后将输出信号接入共阳极七段显示管。电路图如下：4、 扬声器及其发声时间控制电路扬声器发出2到3秒的时间，由RC充放电电路控制。如下图，当MOS管接受了低电平，电容通过R3快速充电；当MOS管接受了高电平，电容通过R4缓慢放电，直至电容电压降至低电平阈值。放电过程达2.5秒左右，这也是扬声器发声时间。 整体的原理图PCB图把原理图导入PCB板，再将原件做适当摆放，利用protel自动布线功能。可得如下图：通过覆铜，得到下图：正面走线层反面走线层Multisim仿真验证上图中，K为复位开关，K0A到K5A为5个抢答开关，用指示灯代替扬声器。启动仿真开关，闭合K后，若闭合K4A，七段显示管立即显示数字“4”，指示灯亮起，同时其他抢答开关失效，2.7秒后，指示灯自动熄灭。然后把复位开关打开，再闭合，系统复位，可以开始下一轮抢答。经过多次测试，本文设计的电路符合要求。设计总结及体会本文设计的电路，锁存部分采用D触发器，CLK信号由电路自身生成，并且保持在1kHz，使得电路对抢答时间差具有准确的判断。为期一个多星期的课程设计结束了，虽然这次抽到的课题是数电实验接触过的抢答器，但是由于本次是从构思到绘制PCB，再到仿真测试的系统设计过程，所以仍然收获颇多。Protel和Multisim 这两个专业软件，以前接触较少，经过这段时间的自我摸索、与同学讨论和查找相应书籍，对软件操作较为熟练。但是我感觉，和那些专业的电子工程师比起来，我对这两个软件的学习仍然处于入门级别，比如在绘制PCB时，我只是掌握了自动布线功能、较少的手动布线技巧和基础的覆铜方法，因而绘制的PCB不是很美观。这也是我在以后的学习中需要加强的地方。经过这次课程设计，我意识到，以后要走上工程师之路的我们，要学习的东西还有很多，我希望以这次课程设计为新的起点，努力学习工程技术，培养工程意识，学习专业软件。最后以屈原的那句话结尾吧路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。参考文献1 张杨天 protel DXP 电路设计 清华大学出版社 20052 康华光 电子技术基础 高等教育出版社 20053 阎石 数字电子技术 高等教育出版社 200514