课程设计抢答器

湖南商学院电子技术课程设计报告题目 抢答器 姓 名:学 号:专 业:电子信息工程班 级:指导教师:职 称:计算机与电子工程学院2011年7月目 录1 课程设计任务11.1功能要求11.2设计步骤与要求12 原理分析12.1 抢答器的总体框图12.2 方案选择23 电路的设计23.1 抢答电路的设计24 元器件介绍.45 安装与调试.76 总结.7参考文献.8附录.8课程设计评审表姓 名学 院学 号专业班级题 目抢答器评审意见评审成绩指导教师签名职称评审时间 年 月 日课程设计作品验收表题目抢答器参与人员姓 名班 级学 号设计任务与要求：1，设计一个基本的六路抢答器；2，抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号（16），同时扬声器给出音响提示。同时禁止其他选手抢答。作品完成情况： 1， 能够完成基本的抢答功能；2， 由于有一个开关坏了，所以有时只能完成五路抢答。验收情况： 验收教师签名：_ 年 月 日注：1. 除“验收情况”栏外，其余各栏均由学生在作品验收前填写。2. “验收情况”栏由验收小组按实际验收的情况如实填写。抢答器1 课程设计任务1.1功能要求（1）设计制作一个可容纳6组参赛的数字式枪答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。（2）给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号（16），同时扬声器给出音响提示。同时禁止其他选手抢答。1.2设计步骤与要求（1）拟定电路的组成框图，要求能实现所有功能，使用的元器件少，成本低。（2）设计并安装电路，要求布线整齐、美观，便于级联和调试。（3）测试所设计抢答器的逻辑功能，满足各项功能要求。（4）画出整机逻辑电路图。（5）写出设计报告。 2 原理分析2.1 抢答器的总体框图显示电路主持人控制开关控制电路优先编码电路抢答按钮译码电路锁存器图1 抢答器的总体框图图1所示抢器的工作过程是：接通电源时，节目支持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯。当主持持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态。抢答器要完成下面几个工作：1.优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后有译码显示电路显示编号；2.制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答。2.2 方案选择采用74LS148优先编码器分辨选手抢答的先后，并通过RS锁存器74LS279锁存抢答者的编号，再经过74LS48芯片译码驱动共阴极数码管显示。3 电路的设计3.1 抢答电路的设计抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。这里选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279完成上述功能，其电路图如图2所示。图2 抢答电路其工作原理是：当主持人控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的R端为低电平，输出端（4Q1Q）全部为低电平。于是74LS48的BI=0，显示器灭灯；74LS148的选通输入端ST=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作，当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待状态，等待输入端I7I0输入信号，当有选手将键按下时（如按下S4）,74LS148的输出Y2Y1Y0=011，YEX=0，经RS锁存器后，CTR=1，BI=1，74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=100，经74LS48译码后，显示器显示出“4”，此外，CTR=1，使74LS148ST端为高电平，74LS148处于禁止工作的状态，封锁的其他按键的输入。当按下的键松开后，74LS148的YEX为高电平，但由于CTR维持高电平不变，所以74LS148仍处于禁止工作状态，其他按键的输入信号不会被接受，这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后，有主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，进行下一轮的抢答4 元器件介绍该设计用到较多集成电路电路芯片，在此给出其管脚图和部分功能介绍：1.七段共阴极数码管图3 数码管引脚图LED显示器是由发光二极管作为为显示字段的数码显示器件，图4 为一位LED显示器的引脚图，其中七只发光二极管（a-g七段）构成字形“8”。另外还有一只发光二极管dp作为小数点。当显示器的某一段发光二极管通电时，该段发光。共阴极结构：LED显示器有共阴极和共阳极两种结构，本次设计采用的是共阴极的结构。见图5，在共阴极结构中，各段发光二极管的阴极连接在一起，将此公共点接地，某一段发光二极管的阴极为高电平时，该段发光。共阴极字段码LED显示0-9某个字符时，则要求在a-dp送固定的字段码，如要使LED显示“0”，则则要求a、b、c、d、f各引脚为高电平，g和dp为低电平。字段码为“3fh”。图4 共阴极结构2.74LS279RS锁存器，当R=1，S=0时，输出为；当R=1S=1时，锁存器具有保持功能，将输出一直保持为1，达到锁存的目的。表1 74LS279 锁存器功能表输入1 2 输出 Q0 0 00 X 1 X 0 1 1 1 0 1 1 1 1110没改变 3.下图为74LS148的功能介绍，ST为使能端，控制芯片的工作；当无输入时，YEX=1，有输入时，YEX=0。其功能真值表如下表2 74LS148功能表输入输出0 1 2 3 4 5 6 72 1 0 1X X X X X X X X1 1 11 101 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 00X X X X X X 00 0 0 0 10X X X X X X 0 10 0 1 0 10X X X X X 0 1 10 1 0 0 10X X X X 0 1 1 10 1 1 0 10X X X 0 1 1 1 11 0 0 0 10X X 0 1 1 1 1 11 0 1 0 10X 0 1 1 1 1 1 11 1 0 0 100 1 1 1 1 1 1 11 1 1 0 1 74LS48译码器图5 74LS48译码器管脚分布图原理说明：开关S置于清零端时，RS触发器的输入端R均为，个触发器输出置，使74LS279 中 BI/RBO ，A3A2A1A0=0000,使之处于锁存状态。74LS279不工作，输出全为0。当开关S置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出 经RS锁存后，1Q=1,YS =1,74LS48处于工作状态，QQQ=101,即74LS279输入端A3A2A1A0=0101，经 74LS279后输出YgYfYeYdYcYbYa=1101101,经译码显示为5。5 安装与调试（1）调试准备检查电路在通电调试之前，必须认真检查电路连线是否正确，对照电路图按照一定顺序逐级检测，特别要注意电源是否接错，电源与地是否有短接，二极管是否接反，轻轻拨一拨元器件，观察焊点是否牢固。（2）通电观察一定要调试好电源值为5V，才能给电路通电。电源接通后首先保证安全，观察电路中是否有冒烟、起火等现象。如果有，应立即断电，故障排除后继续通电，并注意观察各器件引脚电压是否正常。6 总结通过一段时间的抢答器的设计，增长了许多的知识，知道了做好一件事是并不是想象中那么简单，不是知道了书本中老师教的东西就可以做好，事实不是想象中那样的完美，在现实中有许多预料不到的困难在等着你，有时候都令人崩溃了，某些时候都无离头似的瞎忙活，不过从中间学会了坚持。在这一个学期里,我了解了实际动手操作和理论相结合的重要性,在老师的耐心帮助下,自己的认真努力下,最终得到圆满。经过这次的课程设计让我受益匪浅！其一，我们必须掌握一些必备的常识，比如，三极管引脚的判定以及电阻值的判定。其二，我们必须用科学的态度对待我们在实验中所遇到的问题不能以“人品之类”话而敷衍过，应该以作为一个工程人员应用的素质去面对，发现问题，解决问题。在实验时应保持冷静，测试有条理。遵循物质客观规律，不随便改写实验数据。其三，自己平时要多动手、多动脑，这样当问题来临时你就不会手忙脚乱。比如在焊接时，要细心，以免元器件的虚焊，以及焊接点之间是否会连接等。其四，要注意试验安全，不要轻易地尝试不安全接法。在做设计时必须讲求产品的实用性及美观性。这就要求我们对所需器件进行合理布置。这次的课程设计让我明白了很多道理，首先做事不能马虎，要有耐心与细心，更要有信心，由于我开始的不细心，以致造成后来的又重新买了器件与焊接。其次，要谦虚，要多看，多问，不能认为自己的一定是对的，要多虚心的向别人请教，有时候你的作品可能就是一个很小的问题，但如果你自己一直闷在那里，就会浪费很多时间与精力。第三，要有足够的耐心与耐力，要让心静下来，要耐得住寂寞。参考文献1. 数字电子技术杨志忠主编；高等教育出版社。2.PROTEL99SE原理图与PCB及仿真清源计算机工作室编；机械工业出版社。3.电工电子实训教程熊辛明主编；清华大学出版社。4.电子线路设计、实验、测试 谢自美主编；第三版，华中科技大学出版社附录1 原理图2 作品完成图