简易三路抢答器课程设计Word格式.docx
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4.1D触发器.............................16
4.2与非门...............................17
4.3或非门................................18
4.4电阻................................19
4.5电容.....................................
4.5发光二极管.............................
4.6开关....................................
4.7三极管..................................
4.8蜂鸣器...............................
5总电路原理图...........................
6心得与体会.............................
7.参考资料............................
8.附录计算及其补充知识..............
简易三路抢答器
摘要
本课程设计论文详细的讲述了我的本次课程设计的全过程和收获。
本文讲述的三路抢答器主要是由;
两个D触发器74LS175、以及一个四输入与非门和四个双输入与非门和一个或非门构成,共分为锁存器、脉冲信号发生器、分频电路三部分,其中74LS175上的清零端由主持人控制,用来控制是否开始抢答,抢答开始时,由主持人按下复位开关S清除信号,当主持人宣布“抢答开始”后,先做出判断的选手立即按下开关,通过与非门送出信号并将其他选手锁存,同时将信号送给发光二极管与喇叭,直到主持人再次清除信号为止。
本文还记述了我在整个设计过程中的设计思路和每一步设计步骤,通过每一步的认真的设计,最终顺利完成整个电路的设计。
关键词:
三路抢答器,触发器,脉冲发生器,74系列芯片
1绪论
关于这次设计的用于三人竞赛抢答的器件,在现实生活中很常见,尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展,越来越多的竞赛抢答器被用在了其中,这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力,而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛,让观众看得更有情趣。
可见抢答器在现实生活中确实很实用,运用前景非常广泛。
在知识竞赛中,特别是做抢答题时,在抢答过程中,为了知道哪一组或哪一位选手先答题,必须要有一个系统来完成这个任务。
如果在抢答中,只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。
因此设计抢答器时要考虑到这些方面,以便使比赛更加公平、公正。
这次设计就是用几个触发器以及与非门巧妙的组合设计的抢答器,使以上问题得以解决,即使两组的抢答时间相差几微秒,也可分辨出哪组优先答题。
补充知识设置30秒无人作答,自动锁存,见附页。
下面请看我的整体设计方案。
2总体方案设计
以下是三路抢答器方案流程图:
F4分频器
图2
由上图可以看到这个方案非常的简洁,下面我将结合具体元件给出此方案的详细介绍:
其中F1是4D触发器74LS175,它具有公共置零端和公共CP端,F2是由发光二极管和蜂鸣器组成的声光提示电路,F3是由四2输入与非门74LS00以及电容、电阻组成的多谐振荡器,F4是由双D触发器74LS74组成的4分频电路,F3、F4组成抢答器中的CP时钟脉冲源。
抢答开始时,由主持人清除信号,按下控制开关,将开关置于“清零”位置。
74LS175的输出Q1~Q4全为0,所有发光二极管LED均熄灭,蜂鸣器不发声,抢答器处于禁止工作状态。
当主持人宣布“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,首先作出判断的参赛者立即按下开关,对应的声光提示电路作出反应。
同时,通过与非门送出信号锁住其余3个抢答者的电路,不再接受其他信号,直到主持人再次清除信号为止。
3单元电路图
3.1四D触发器74LS175
3.1.1四D触发器74LS175的引脚图如图3.1.1所示
图3.1.1
3.1.2四D触发器74LS175的逻辑图如图3.1.2所示
图3.1.2
3.1.3四D触发器74LS175的功能表如表3.1.3所示
表3.1.3
3.1.4四D触发器74LS175的真值表如表3.1.4所示
表3.1.4
3.2与非门74LS20(逻辑器件)
3.2.1与非门74LS20的引脚图和功能表如图3.2.1所示
图3.2.1
3.2.2三输入3与非门74LS10的逻辑图如图3.2.2所示
图3.2.2 ****
3.3二输入端4输入与非门74LS00(PLC器件)
3.3.1二输入端4输入与非门74LS00逻辑图如图3.3.1所示:
图3.3.1
3.3.2二输入端4输入与非门74LS00功能表如表3.3.2所示
表3.3.2
3.4双上升沿D触发器74LS74
3.4.1双上升沿D触发器74LS74逻辑图如图3.4.1所示
图3.4.1
3.4.2双上升沿D触发器74LS74功能表如表3.4.2所示
表3.4.2
3.5多谐振荡器
多谐振荡器电路图如图3.5所示
图3.5
多谐振荡器用来产生时钟脉冲,设置机械周期。
3.6由74LS74构成的四分频电路
四分频电路图
图3.6
四分频电路使时钟脉冲的周期变为了原来的四倍。
4主要器件及重要元件的功能介绍
在这次设计的用于竞赛的抢答器,电路图时很简单,组成器件应该说都是数电和模电中很常见的。
4.1D触发器
图4.1D触发器
D触发器如图,其功能有:
⑴D触发器具有接收并记忆信号的功能,又称为锁存器。
D触发器属于脉冲触发方式。
D触发器不存在约束条件和一次变化现象,抗干扰性能强,工作速度快。
而这次正是利用了的以上功能来构成一个简单的抢答器。
4.2与非门(两种形式)
4.3或非门
4.4电阻
包括滑动变阻器,普通电阻。
4.5电容
主要用来构成多谐振荡器。
4.6发光二极管、蜂鸣器
提示电路重要原件。
4.7开关
4.8PNP三极管
5总电路原理图
图5
6心得与体会
学以致用还有很远的路要走
亲身实践最能了解自己的知识水平
网络是个可以请教的好老师
学会计算机基本知识有益提高实战效率
感谢这难得的课程设计
参考资料
1,何小艇,电子系统设计,浙江大学出版社,2001年6月
2,姚福安,电子电路设计与实践,山东科学技术出版社,2001年10月
3,王澄非,电路与数学逻辑设计实践,东南大学出版社,1999年10月
4,李银华,电子线路设计指导,北京航空航天大学出版社,2005年6月
5,卢菊洪,数字电路与逻辑设计实训教程,科学出版2003年8月
6,康华光,电子技术基础,高教出版社,2003
7.徐国华,模拟及数字电子技术实验课程,2004
8.郭天祥单片机视频,2003
9.XX电子知识网站
附录
最小反应时间的计算
1多谐振荡器产生的时钟脉冲的周期
T=1.4RC=1.4*10*0.1ms=1.4ms
2经过四分频电路后的时钟脉冲的周期
Tcp=4T=4*1.4ms=5.6ms
3最小反应时间为
Tm=Tcp=5.6ms
总原理图........忽略此处.......
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