1、西安邮电学院 数电课程设计20西安郵電學院数字电路课程设计报告书 题目：数字抢答器 系部名称：通信工程系学生姓名：王一峰（17）专业名称：通信工程班 级：通工0502时间：07年12月10日至07年 12月21日一任务和要求1任务：本次实习要求完成一个可供四名选手进行比赛的数字抢答器2.要求: (1).四名选手编号为1、2、3、4。其中各有一个抢答按钮和一个指示灯，够进行抢答的按钮和指示灯和选手一一对应。(2).给主持人一个控制开关，可以控制开始抢答和倒计时开始、系统清零。(3).抢答器要求具有锁存功能：在主持人没有按开关时，如果有人抢答，显示抢答者的编号，同时与他对应的灯和禁报灯同时亮，统锁
2、存，其他人在抢答无效；在主持人按下开关，抢答开始时，倒计时开始，最先抢答者也显示其编号，其对应的灯也亮，系统锁存，倒计时也停止，直到主持人清零为止。 (4).如果在主持人按下按钮，倒计时到0时仍然没有人抢答，此次抢答无效，主持人清零重新开始；如果有人抢答显示其编号，其对应的灯和警报灯同时亮起，系统锁存，直到主持人清零为止。 (5).该系统的脉冲是由555电路供给，倒计时也是1HZ的脉冲递减，作为计时器的CP信号。二总体方案的选择1电路由脉冲产生电路、计时工作电路、锁存电路和显示部分电路组成。在主持人没有按下开关时，如果有人抢答，其信号灯发亮，锁存器将电路锁定，这就是违规抢答，抢答无效，主持人清
3、零，重新开始抢答；当正常抢答时，主持人按下开关后，由555电路产生CP信号，输入到计时器，计时器（39秒倒计时）开始倒计时，若一直到0也没有人抢答，则主持人清零重新开始；若还没有到0时有选手抢答，则锁存器锁定电路，并且把“0”信号传给计时器，使计时器保持，显示电路显示选手的编号，而其它选手再抢答已经无效，这样就完成了一次正常抢答。主持人清零以后，开始下一次抢答。2系统工作图示：3实验元件列表：元件名称元件描述元件数量74LS00四2输入与非门174LS20二4输入与非门174LS48编码器374LS75锁存器174LS161计数器2七段显示译码器与74LS48配合374LS04反向器2555秒
4、脉冲1二极管574LS08四2输入与门1单元电路的设计三元电路的设计1锁存器电路部分该部分主要是由74LS75实现的，此元件是低端有效。当四个选手抢答时，输入的信号为“1”，用74LS20将这四个选手在75芯片对应的非输出端与主持人的主控开关相与非，接入75的使能端（E1-2和 E3-4），这样就通过“0”，把75锁定，完成锁定，当选手们按下抢答键时，抢答有效指示灯发亮，表明该选手抢答，同时，数码管也显示了该选手号码，电路也锁存成功。以锁存器为中心的编码显示电路。此电路是以四D触发器74LS75为中心的编码锁存系统，编码器的作用是把锁存器的输出先经过74148优先编码在把它的输出转化成8421
5、BCD码，进而送给7段显示译码器,其真值表如下：抢答者代号7418优先编码器的输入7448译码器的输入Q1Q2Q3Q4IN0非IN1非IN02非IN3非IN4非IN5非IN6非IN7非DCBA1000xxxxxx0100010100xxxxx01100100010xxxx011100110001xxx0111101000000xxxxxxx00000电路图如下：2.计数器电路该部分主要由两个74LS161级联而成，在161的输出端再用非门把正计时转化成倒计时，接到由74LS48和数码管连而成的显示部分。当锁存器锁存后，计数器也停止计时。这样就能显示该次抢答是否有效；若计数器倒计时到0时仍然没有
6、人抢答，则由主持人清零以后再继续抢答，如果有人抢答则报警电路工作，主持人清零以后再继续抢答。此电路用来实现模40的倒计数器，用两片74161来实现，高位片实现模四的计数，低位片实现模10的计数功能。用同步置数法来实现，由于要求倒数，可以取它们各自的后面的状态，然后取反而得到。在次还有一个问题是：当倒数到0后，还要有锁存的功能，锁住电路，抢答无效。高位片模4，它从1100到1111，取反后便可得到0011到0000；低位片模10，它从0110到1111，取反后得到1001到0000。其状态转移图如下：高位片:低位片:在低位片每一次循环后，不但要给其自身置数，还要控制高位片记数一次，这个可以用其C
7、o来控制高位片的CTt,接下来就是在倒数到“00”后，要让记数器停止工作，这个可以用这两片74161的Co和CTp来控制脉冲电路的电源(VC)来做到，当倒数到“00”后，高低位片的Co都为1，可以利用这个信息来控制倒数到“00”时停下来。电路图如下：3脉冲电路它是由555电路组成。如下：Out端口为计时电路提供CP脉冲，它的脉冲波形图：四画总体电路图。完整电路图如下：五电路组装、调试过程中发生的问题及解决的方法。在电路的组装调式的时候，由于接触不好的原应数码管在显示的时候不能完整表达所要的结果，通过用万用表检查电路找到了事出的地方，通过从接电路解决了这个问题；还有就是在当没有人抢答的时候显示几
8、号抢答的数码管显示的是7，但要求是0，通过对优先编码模块功能的再次了解改变了它显示0的输入端，解决了此题；还有就是在倒计时到00的时候计数器停不下来，经过调整计数器的控制停止端进行00停止，但由于不动步也没有完成，最后经过co与co与非接到555电路的Vcc端对脉冲进行控制才完成了这个功能。六分析总结和心得体会。实践刚开始，不知道从何下手，我觉得有些力不从心，老师让我们根据所给要求去查资料时，看了些质料后开始慢慢进入角色因为以前没有做过对数字电路实验是一知半解，但我相信我有能力做成功，所以就慢慢开始设计部分电路，把它分成了三大块，计时电路，抢答电路，中间的连接控制电路，我就通过各种渠道查资料，
9、上网搜索，图书馆查，借书看，因为刚开始我不知道74LS75这个芯片的具体的用法，就去网上查阅得知此芯片是低电平有效时，要想数码管显示抢答者的号码时，只要给其输入低平信号就可以锁定了，于是我就把四个输出的与非门的输出和主持人开关的与非门接入使能端，这样，当主持人按下开关后，有选手抢答时，最后将输出“0”的信号，这样就能锁定下来。部分功能已经能够实现，开始有些顺手了，仿真部分电路功能实现，让我有了更多的信心，最后慢慢的其它模块功能都实现了。在实验过程中，我还获得了很多东西，比如在连接前还要规划好芯片安装位置，否则会在之后的连线中出现困难，这使我懂得了合理安排的重要性。还有就是再实践的时候有些东西和
10、书本上说的有所偏差，使我对书本上知识的产生怀疑，明白了不能一味的相信理论，而要用实践去简练理论。其次在设计和连接过程中使我知道交流的重要性，通过交流和讨论使我少走了许多弯路，也使我懂得团队合作的重要性。同时在老师悉心指导下，经过本次课程设计使我进一步巩固课本上的知识并且提高了自己的分析问题和解决问题的能力，还建立了自信，让自己的动手实践能力也得到了提高，为以后的学习和工作打下了良好的基础。七参考文献。数字电路逻辑设计（脉冲与数字电路 第三版）王毓银 主编数字电路实验指导书 张亚婷 王利 杨乐 周丽娟 郭华 编还有就是在网上看的零碎资料。八.过程考核表和成绩鉴定表西安邮电学院通信系电子设计过程考
11、核表学生姓名王一峰（17）班级/学号通工0502/03051075承担任务实验室（单位）3#实验楼536所在部门电信系实施时间2007年 12月 10日 2007年 12月 21日具体内容第一周周一 老师讲解实习内容、要求及基本原理周二、三 验证性实验正计数器周四、五 设计性实验抢答器第二周周一 、二 设计性实验抢答器周三 、四 写实验报告周五 交实验报告指导教师（师傅）姓名 薛延侠职务或职称 讲师指导教师（师傅）对学生的评价学习态度 认真 一般 不认真学习纪律 全勤 偶尔缺勤 经常缺勤实践能力 很强 一般 较差指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见指导教师（师傅）签字 年 月 日 西安邮电学院通信系电子设计成绩鉴定表学生姓名王一峰班级/学号通工0502/03051075进行时间2007年 12月 10日 2007年 12月 21日成绩鉴定学习内容（20分）与教学任务计划结合程度（10分）与专业培养结合程度（6分）其它（4分）接受单位评价（20分）实践能力（10分）学习态度（6分）学习纪律（4分）报告鉴定（60分） 报告内容与实践过程紧密结合（15分）报告内容与教学计划内容紧密结合（15分）报告质量(主题、结构、观点、逻辑、资料、字数 30分)评阅教师姓名职称成绩评语 评阅教师签字 年 月 日
