电子技术课程设计之三人抢答器.docx

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电子技术课程设计之三人抢答器

三人数字抢答器

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

目

录

摘要................................................................................................................................2

1、设计目的................................................................................................................3

2、设计任务与要求....................................................................................................3

3、设计电路原理........................................................................................................3

1、抢答输入原理

2、抢答锁存原理

3、抢答判断原理

4、抢答显示原理

四、实验电路................................................................................................................4

1、电路框图

2、电路连线图

五、单元电路分析........................................................................................................5

1、抢答输入电路

2、抢答锁存电路

3、抢答显示电路

6、实物照相................................................................................................................9

7、设计总结参考文献..............................................................................................10

参考文献......................................................................................................................11

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摘要

当代社会，有各式各样的知识竞赛，抢答器也成为了一种很常见的装置。

在知识比赛中，

特别是做抢答题目的时候，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

设计一个系统来完成这个任务。

因为在抢答过程中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。

对

设计要求认真分析后，又考虑到自己动手焊板子的能力不是很强，就选择了三人智能抢答

器的精简装置来进行设计，即仅通过LED显示灯来判别是哪一个参赛者抢答成功。

本次设

计将主体电路分为了抢答按钮、抢答锁存、抢答显示三个部分。

抢答输入部分由三个抢答

按钮和一个清零复位按钮组成；抢答锁存电路由与非门和JK触发器组成；抢答显示电路由

三个发光二级管组成。

该设计仅用四块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器

电路相比，有结构简单、成本低、制作方便、实用可靠、成本极低的优点。

本文详细介绍

了抢答器的设计方案和功能，并对电路原理进行了一定的分析。

另外通过仿真和调试过程，让自己对所学知识得到进一步的理解，同时阐释了该设计存在的一些不足之处。

关键词：

抢答

锁存LED

芯片

2

课程设计的题目：

三人数字抢答器

一、设计目的

1.学习数字电路中基本逻辑门，JK触发器，译码显示等单元的综合应用；

2、学习抢答器的调试方法。

二、设计任务与要求

1、抢答器同时供3名选手或3个代表队比赛，分别用4个按钮PB_DPST，其中包括三个抢答和一个系统清除和抢答控制开关J4，该开关由主持人控制。

2.抢答器具有锁存与显示功能。

即当选手按动按钮时，锁存相应的编号，并在LED显示灯上显示，同时同时其他选手的抢答。

选按钮被锁住，按动无效。

抢答实行优先锁存，优先抢答的选手，编号一直保持到主持人将系统清除为止。

三、设计电路原理

1、逻辑判断电路：

由与非门和JK触发器构成，属于低电压直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。

2、系统复位原理：

当按钮J4动作，三个JK触发器的置一端（1PR）得到一个低电平，JK触发器置1，所有的发光二级管关断，系统复位。

3、抢答判断原理：

当J1、J2、J3、为三个抢答器的按钮，任意一个动作时，相对应的四输入与非门有高低电平的跳变过程，对应的JK触发器得到一个触发脉冲，因J=K=1，则JK触发器的状态翻转，由1变成0，对应的发光二级管点亮；同时，对应jk触发器的输出反馈到另外的两个与非门的输入端，封锁其状态，则其余两个按钮动作无效。

4、显示原理：

当JK触发器输出为0时，使LED指示灯导通点亮。

四、实验电路

3

1、基本结构电路框图，如图1所示：

图4.1抢答器基本结构示意图

经过对设计任务与要求的分析，抢答器由抢答输入、逻辑判断、发光二级管提示、显示编码、译码显示电路等五部分构成。

总逻辑电路图，如图2所示：

4

图4.2

五、单元电路分析

1、抢答输入电路

由四个按钮组成，J1、J2、J3为三路抢答按钮，

J4为清零复位按钮。

所有开关均为如图所示的

按钮开关，无保持功能！

图5.1

2、抢答锁存电路

抢答锁存电路由四输入与非门74LS20

和双JK触发器74LS112组成。

①、其中74LS20的引脚及内部逻辑功

能如图3所示：

图5.274ls20引脚图

74LS20逻辑功能仿真如下：

5

图5.4真值表

6

②、下面研究74LS112的逻辑功能：

其内部结构图（图5.5）和引脚图（图5.6）如下图所示：

为了弄清楚74LS112在整体电路中的逻辑功能，我进行了74LS112的逻辑功能仿真，其中

接入了MULTISIM的逻辑分析仪进行了逻辑功能的波形仿真，整体电路如下图6所示，当JK取不同的高低电平时，仿真波形如图5.8到5.11所示：

图5.7

7

当JK取不同的触发电平时，仿真如图所示：

当J1、J2、J3、为三个抢答器的按钮，任意一个动作时，相对应的四输入与非门有高低电平的跳变过程，对应的JK触发器得到一个触发脉冲，因J=K=1，则JK触发器的状态翻转，由1变成0，对应的发光二级管点亮；同时，对应JK触发器的输出反馈到另外的两个与非门的输入端，封锁其状态，则其余两个按钮动作无效。

于是就达到了抢答的目的。

3、抢答显示电路。

3.抢答显示电路就是由我们所熟知的3个发光二极管

4.组成，利用二极管的单向导电性，当JK触发器输

5.出为0时，使LED指示灯导通点亮。

图5.10

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六、实物照相

图6.1

六、设计总结：

本次是第一次做课程设计，所以难免会在设计中出现许多问题，但通过本次的课程设

计，使我对《数字电子技术基础》和《模拟电子技术基础》有了更深一层的认识。

在本次

课程设计之前，我只对很少一部分的元件芯片熟识，但经过这次的设计实践之后，我对元

件芯片的认识理解有了一个质的飞跃，并且通过设计，我学会了如何去根据实际需要去查

找相关的资料，学会了焊接电路板，更熟悉使用MULTISIM软件仿真和VISIO的使用，增进

了同学之间的合作精神，这些都是平时生活学习中很难学到的。

说心里一句，看着自己亲

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手辛辛苦苦做出来的实物，真的特别有自豪感，而且我还明显感受到了自己的动手能力得

到了加强。

在这次实验的刚开始阶段，由于电烙铁使用时旁边用风扇吹着自己和它.结果焊

接效果很差很慢，之后发现此问题.感觉很是郁闷.第一次测试时竟然一个功能都没有实现，

这着实令人伤心。

但我并不丧气，而是积极去寻找失败的原因。

经过我仔细分析观察后，

终于发现了一个很弱智的错误，有几个焊点没连接到一起，然后我将它们接在一起。

再测

试，还是有问题，不亮啊。

在检查发现有两根线没焊接，然后焊接在检查.奇迹出现了，我

终于成功了，。

因为这是我努力的成果。

在今后的日子里，我一定会更加努力。

我坚信只要有付出，就一定会有收获。

这次课程设计是对今年学过的数字电子技术基本知识的应用，通过这次课程设计，更深刻的了解了各种芯片的引脚、逻辑图以及功能表，能够用各种芯片以及触发器等组建逻辑电路。

通过这次课程设计，使我受益颇多。

既巩固了课堂上学到的理论知识，又掌握了常用集成电路芯片的使用。

在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法，学会了科学地分析实际问题，通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径，独立解决问题。

同时，也培养了我认真严谨的工作作风。

此外，我也发现自己的知识面还是很窄，以后应该多看一些。

这次课程设计使我第一次焊了电路板，也发现了自己的动手能力是多么的弱，同时，也激发了我动手学习实践的兴趣。

在这个过程中，我发现动手实践对学习的帮助真的很大。

总之，我以后会多动手，多时间，通过这次课程设计，我收获很大。

七、主要参考书目：

【1】童诗白、华成英，《模拟电子技术基础》

【2】康华光，《电子技术基础》模拟、数字部分；

【3】毕满清，《电子技术实验与课程设计》

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