湖州师范学院课程设计总结报告.docx
- 文档编号:1952968
- 上传时间:2022-10-25
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:783.68KB
湖州师范学院课程设计总结报告.docx
《湖州师范学院课程设计总结报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《湖州师范学院课程设计总结报告.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
湖州师范学院课程设计总结报告
湖州师范学院课程设计总结报告
课程名称电子技术课程设计
设计题目八路抢答器
专业电气工程及其自动化
班级20151624
姓名刘亮
学号2015162406
指导教师陈惠英/王玉玲
报告成绩
工学院
二〇一六年十二月二十二日
《电子技术课程设计》课程设计任务书
一、课题名称
《八路抢答器》
二、设计任务
完成8路抢答器的硬件电路设计,能实现8路抢答功能。
三、设计要求
1.能完成8路抢答功能;
2.能实现抢答锁定功能;
3.能实现抢答提示音功能;
4.能实现复位功能。
四、设计步骤
1.查阅相关资料,根据设计内容完成系统框图设计;
2.学会protel制图;
3.绘制8路抢答器硬件电路电路图;
4.抢答器硬件电路焊接;
5.抢答器硬件电路调试。
五、设计报告撰写规范
《系统设计与实践》的总结报告正文,主要含以下内容(硬件、软件各部分内容也可组合起来进行撰写说明):
1.系统总体设计方案(画出系统原理框图、方案的论证与比较等内容);
2.硬件系统分析与设计(各模块或单元电路的设计、工作原理阐述、参数计算、元器件选择、完整的系统电路图、系统所需的元器件清单。
等内容);
3.软件系统分析与设计(各功能模块的程序设计流程图与说明、软件系统设计、软件抗干扰措施、完整的程序等内容);
4.系统仿真调试与参数测量(使用仪器仪表、故障排除、电路硬件和软件调试的方法和技巧、指标测试的参数和波形、测量误差分析);
5.总结(本课题核心内容及使用价值、电路设计、软件设计的特点和选择方案的优缺点、改进方向和意见等);
6.按统一格式列出主要参考文献
第一章绪论
1.1课题研究的相关背景
在这个竞争激烈的社会中,知识竞赛,评选优胜,选拔人才之类的活动愈加频繁。
在竞赛中,都是多个选手一起参加,如果采用举手回答问题的这个方式来进行竞赛已经不适应社会的需要。
并且在主持人提出的问题时候,如果让选手用举手等方法来进行抢答,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。
而在当今社会里,比赛要追求准确、公正、直观地判断出第一抢答者,这时候智能抢答器就派上用场了。
智能抢答器是一种应用十分广泛的设备,在各种竞赛、抢答场合中,它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。
早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的,能通过发光管的指示辩认出选手号码。
现在大多数智能抢答器都由单片机或数字集成电路构成的,并且新增了许多功能,如选手号码显示,抢按前或抢按后的计时,选手得分显示等功能。
随着科技的发展,现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展,这就必然提高了智能抢答器的制造成本。
鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多,操作简单,经济实用的小型抢答器肯定很有市场。
八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。
优先编码电路、CD4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出,用报警电路对时间进行严格控制,这样就构成了八路智能抢答器电路。
1.2课题设计的目的和意义
通过这次课程设计,让我了解到了八路智能抢答器的结构组成和工作原理,也初步掌握八路智能抢答器的调整及测试方法,提高实践动手能力和思考问题的能力。
同时通过本次课程设计,也让我巩固了以前学习的理论知识,了解了八路智能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响。
初步掌握了八路智能抢答器的调整及测试方法。
本次课程设计通过参考大量文献对八路智能抢答器的工作原理进行了系统的介绍,通过详细的调查和权威技术资料及相关情报的收集,为我们更深刻的了解电子技术提供了很好的平台,使得更好的让理论与实践相结合。
1.3课题研究的内容
八路智能抢答器是采用了CD4511集成芯片来实现功能要求的,在抢答过程中,每个选手都有一个抢答按钮。
在主持人按下复位键宣布抢答开始的时候,选手就开始进行抢答,在指定时间内选手进行抢答,数码显示屏上会显示最先抢答选手的编号。
如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规,数码显示屏显示犯规者的编号,扬声器持续发生。
主持人可按复位键,新一轮抢答开始。
通过研究后发现,采用数字电路技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比优点还是有很多的。
首先,设计电路连接简单,因为采用了CD4511集成芯片进行设计的,大多数功能单元都能通过数字电路完成,第二,工作性能可靠,抗干扰能力优于目前抢答器。
所以本课程设计是一个实用的工程设计,具有创新性和实用性。
第二章抢答器的系统概述
2.1系统的主要功能介绍
八路智能抢答器的主要功能有如下三点:
1.可同时供8名选手参加比赛,其相应的编码分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应。
2.给主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)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,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,同时扬声器给出音响提示。
2.2抢答器的工作原理介绍
如图2-1所示为抢答器的结构框图。
电路完成了基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答。
而报警电路则是起到提示作用。
其工作原理为:
接通电源后,当主持人按下复位键,宣布"开始"抢答器工作。
选手即可开始抢答,当选手按下抢答键后,抢答器完成:
编码、优先锁存、译码、数码显示。
当一轮抢答之后,只有主持人按下复位键,才能进行下一轮抢答,否则抢答无效。
图2-1抢答器框图
2.3抢答器系统分析
1在抢答中,只有开始后抢答才有效,如果在开始抢答前抢答为无效。
2可以显示是哪位选手有效抢答,正确按键后有讯响声。
3按键锁定,在有效状态下,按键无效非法。
4只有主持人按下复位键,下一轮抢答才能开始进行。
2.4抢答器的工作流程
抢答器的基本工作原理:
在上电之后,系统开始运行,在抢答过程中,会有多个信号同时或不同时送入主电路中,抢答器内部电路和CD4511集成芯片会开始工作,并识别、记录第一个号码。
在整个抢答器工作过程中,编码电路、优先\锁存\译码电路、显示电路、报警电路都会运行。
抢答器的工作流程分为正常抢答流程、主持人复位等几部分。
图2-2抢答器的工作流程
第三章抢答器的单元电路设计
3-1抢答器中的数字编码电路
参考电路如图3-1所示,S1—S8组成1—8路抢答器,D1—D12组成数字编码器。
该电路完成的功能是:
通过编码二极管编成BCD码,将高电平加到CD4511所对应的输入端。
从CD4511的引脚可以看出,引脚6,2,1,7分别为BCD码的D、C、B、A位(D这高位,A为低位,即D、C、B、A分别代表BCD码8、4、2、1位)。
工作过程:
当电路上电,主持人按下复位键,选手就可以开始抢答。
当选手1按下S1抢答键,高电平通过编码二极管D1加到CD4511集成芯片的7脚(A位),7脚为高电平,1、2、6脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0001”;当选手2按下S2抢答键,高电平通过编码二极管D2加到CD4511集成芯片的1脚(B位),1脚为高电平,2、6、7脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0010”;当选手3按下S3抢答键,高电平通过编码二极管D3、D4加到CD4511集成芯片的1、7脚(B、A位),1、7脚为高电平,2、6脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0011”;当选手4按下S4抢答键,高电平通过编码二极管D5加到CD4511集成芯片的2脚(C位),2脚为高电平,1、6、7脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0100”;当选手5按下S5抢答键,高电平通过编码二极管D6、D7加到CD4511集成芯片的2、7脚(C、A位),2、7脚为高电平,1、6脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0101”;当选手6按下S6抢答键,高电平通过编码二极管D8、D9加到CD4511集成芯片的1、2脚(B、C位),1、2脚为高电平,6、7脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0110”;当选手7按下S7抢答键,高电平通过编码二极管D10、D11、D12加到CD4511集成芯片的1、2、7脚(B、C、A位),1、2、7脚为高电平,6脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0111”;当选手8按下S8抢答键,高电平加到CD4511集成芯片的6脚(D位),6脚为高电平,1、2、7脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“1000”。
输入的BCD码就是键的号码,并自动地由CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。
图3-1数字编码电路图
输入
输出
S1S2S3S4S5S6S7S8
DCBA
10000000
01000000
00100000
00010000
00001000
00000100
00000010
00000001
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
表3-1数字编码电路功能真值表
3.2抢答器的译码/优先/锁存电路
CD4511是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的BCD码—七段码译码器,特点:
具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。
可直接驱动LED显示器。
CD4511是一片CMOSBCD—锁存/7段译码/驱动器,引脚排列如图3-2-1所示。
其中A、B、C、D为BCD码输入,a为最低位。
LT为灯测试端,加高电平时,显示器正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“8”,各笔段都被点亮,以检查显示器是否有故障。
BI为消隐功能端,低电平时使所有笔段均消隐,正常显示时,B1端应加高电平。
另外CD4511有拒绝伪码的特点,当输入数据越过十进制数9(1001)时,显示字形也自行消隐。
LE是锁存控制端,高电平时锁存,低电平时传输数据。
a~g是7段输出,可驱动共阴LED数码管。
另外,CD4511显示数“6”时,a段消隐;显示数“9”时,d段消隐,所以显示6、9这两个数时,字形不太美观。
(1)CD4511的引脚功能
图3-2CD4511引脚图
CD4511是常用的七段显示译码驱动器,它的内部除了七段译码电路外,还这有锁存电路和输出驱动器部分,具有输出电流大,最大可达25mA,可直接驱动LED数码管。
CD4511由4个输入端A/B/C/D和7个输出端a~g,它还具有输入BCD码锁存、灯测试和熄灭控制功能,它们分别由锁存端LE、灯测试LT、熄灭控制端BI来控制
各引脚的名称:
其中7、1、2、6分别表示BCD码的A、B、C、D位;5、4、3分别表示LE、BI、LT;13、12、11、10、9、15、14分别表示a、b、c、d、e、f、g;上边的引脚表示输入,下边的引脚表示输出;还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。
其功能介绍如下:
BI:
4脚是消隐输入控制端。
当BI=0时,不管其它输入端状态如何,七段数码管均处于熄灭(消隐)状态,不显示数字。
LT:
3脚是测试输入端。
当BI=1,LT=0时,译码输出全为1,不管输入DCBA状态如何,七段均发亮,显示“8”。
如果该端为低电平,则译码器输出全为高电平
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 湖州 师范学院 课程设计 总结报告