8位数据抢答器数电课程设计

一、设计题目：数字抢答器二、设计要求1. 数字抢答器应具有数码锁存、显示功能，抢答组数分为八组，即序号0、1、2、3、4、5、6、7，优先抢答者按动本组开关，组号立即锁存到LED显示器上，同时封锁其它组号。2. 系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。3. 数字抢答器定时为30秒，启动起始键后，要求：30秒定时器开始工作；扬声器要短暂报警；发光二极管亮灯。4. 抢答者在30秒内抢答，抢答有效，终止定时；30秒定时到，无抢答者本次抢答无效，系统短暂报警，发光二极管灭灯。三、设计思路与原理01234567（抢答器键号）RS锁存器外部操作开关定时电路报警电路门控电路8线-3线优先编码器译码显示数字抢答器总体参考方案框图如图1.1所示。图1.1 数字抢答器总体参考方案框图它包括定时电路、门控电路、译码显示电路、8线-3线优先编码器、RS锁存器和报警电路等六个部分组成。其中定时电路、门控电路、译码显示电路及8线-3线优先编码器三部分的时序配合尤为重要，当启动外部操作开关（起始键）时，定时器开始工作，同时打开门控电路，输出有效，8线-3线优先编码器等待数据输入，在定时时间内，优先按动开关的组号立即被锁存到LED显示器上，与此同时，门控电路输出无效，8线-3线优先编码器禁止工作；若定时到而无抢答者，定时电路立即关闭门控电路，输出无效，封锁8线-3线优先编码器，同时发出短暂报警信号。四、分部电路图1.定时电路。定时电路由两片74LS192和两个7SEG-BCD 7段数码管组成，时钟脉冲接到低位的减计数端，开始先置数30.2.报警电路报警电路由555定时器构成单稳态触发器，低电平触发，脉宽Tw=1.1RC=1s，四个或非门的8个输入同时为0的时候，四个输出端同时为1，与非门的输出为0，这是触发，产生1秒的高电平，蜂鸣器报警。3.译码电路译码电路由一片74LS148 8线-3线优先编码器，74LS175四D触发器，74HC4511七段显示译码器组成当有一个开关闭合时，GS输出低电平Q3输出高电平，输入码被锁存。74LS14874HC4511注：LT灯测试输入，低电平有效BL灭灯输入，低电平有效LE锁存使能输入，高电平有效四.门电路当开关接地，使能74LS192置数端，置为30，拨到上边，开与门，启动计数器。当有人按下开关，非门输出低电平，关与门，计数停止，报警五.电路整体图五、报告要求1画出数字抢答器的原理电路图。2列出实验数据和时序波形。3收获与体会。六、思考题1在数字抢答器中，如何将序号为0的组号，在七段显示器上改为显示8？答：将原来的数字0对应的开关接到74HC4511的D输入端2在数字抢答器中，如何将抢答组数扩展到10组，如何设计优先编码器？七、心得与体会通过这次对数据抢答器的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于抢答器的原理与设计理念，要设计一个电路总要先用仿真仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在仿真中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。 通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。、此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。也使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 八、附录：元件清单元件名称功能数量7SEG-BCD7段数码管2*174EG-DIGITAL7段数码管1*174LS022输入或非门4*174LS04非门1*174LS204输入与非门1*174LS214输入与门1*174LS192十进制加减计数器2*174HC4511七段显示译码器1*174LS175四D触发器1*174LS1488-3优先编码器1*1SOUNDER蜂鸣器1*1MINERS7K5电阻2*1CAP电容2*1CLOCK脉冲产生器2*1RESPACK-8排阻1*1SW-SPDT-MOM单刀双制开关1*1SW-SPST单刀单制开关8*1LED-REDLED1*1九、参考文献：1康华光 电子技术基础数字部分（第五版）。北京：高等教育出版社，2009年2月2康华光 电子技术基础模拟部分（第五版）。北京：高等教育出版社，2008年12月3数字电子技术实验指导书 湖南工业大学电气学院.