數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)搶答器課程設(shè)計(jì)PPT課件

1、第1頁(yè)/共41頁(yè)第2頁(yè)/共41頁(yè)第3頁(yè)/共41頁(yè)第4頁(yè)/共41頁(yè)（1 1） 開關(guān)陣列電路：搶答輸入開關(guān)陣列電路：搶答輸入解鎖電路解鎖電路（2 2） 觸發(fā)鎖存電路：搶答控制觸發(fā)鎖存電路：搶答控制（3 3） 編碼器：搶答者序號(hào)編碼編碼器：搶答者序號(hào)編碼（4 4） 7 7段顯示譯碼器：搶答結(jié)果譯碼驅(qū)動(dòng)段顯示譯碼器：搶答結(jié)果譯碼驅(qū)動(dòng)（5 5） 數(shù)碼顯示器：搶答結(jié)果顯示數(shù)碼顯示器：搶答結(jié)果顯示（6 6） 解鎖電路：本輪搶答后復(fù)位，以便進(jìn)入下一輪搶答解鎖電路：本輪搶答后復(fù)位，以便進(jìn)入下一輪搶答第5頁(yè)/共41頁(yè)1 1、電路作用、電路作用2 2、電路組成、電路組成第6頁(yè)/共41頁(yè)常用的數(shù)字顯示器有多種類型，按

2、顯示方式分，有字型重疊式、點(diǎn)常用的數(shù)字顯示器有多種類型，按顯示方式分，有字型重疊式、點(diǎn)陣式、分段式等。按發(fā)光物質(zhì)分，有半導(dǎo)體顯示器，又稱發(fā)光二極管陣式、分段式等。按發(fā)光物質(zhì)分，有半導(dǎo)體顯示器，又稱發(fā)光二極管( (LED) )顯示器、熒光顯示器、液晶顯示器、氣體放電管顯示器等。目顯示器、熒光顯示器、液晶顯示器、氣體放電管顯示器等。目前應(yīng)用最廣泛的是由發(fā)光二極管構(gòu)成的七段數(shù)碼顯示器。前應(yīng)用最廣泛的是由發(fā)光二極管構(gòu)成的七段數(shù)碼顯示器。七段數(shù)碼顯示器就是將七個(gè)發(fā)光二極管（加小數(shù)點(diǎn)為八個(gè)）按一定七段數(shù)碼顯示器就是將七個(gè)發(fā)光二極管（加小數(shù)點(diǎn)為八個(gè)）按一定的方式排列起來，七段的方式排列起來，七段a、b、c、

3、d、e、f、g（小數(shù)點(diǎn)小數(shù)點(diǎn)DP）各對(duì)應(yīng)一各對(duì)應(yīng)一個(gè)發(fā)光二極管，利用不同發(fā)光段的組合，顯示不同的阿拉伯?dāng)?shù)字。個(gè)發(fā)光二極管，利用不同發(fā)光段的組合，顯示不同的阿拉伯?dāng)?shù)字。第7頁(yè)/共41頁(yè)按照器件內(nèi)部的不同連接方式，按照器件內(nèi)部的不同連接方式，LED七段數(shù)碼顯示器可以分為共陽(yáng)和共陰兩種，七段數(shù)碼顯示器可以分為共陽(yáng)和共陰兩種，具體內(nèi)部電路連接方式如上圖所示。在實(shí)際使用時(shí)，為了避免具體內(nèi)部電路連接方式如上圖所示。在實(shí)際使用時(shí)，為了避免LED因?yàn)楣ぷ麟娨驗(yàn)楣ぷ麟娏鬟^大而損壞，一般在流過大而損壞，一般在COM端與電源（共陽(yáng)）或地（共陰）之間串連一只限流端與電源（共陽(yáng)）或地（共陰）之間串連一只限流電阻，該電阻

4、一般為電阻，該電阻一般為100歐姆（功率一般為歐姆（功率一般為0.5W）。）。COMCOMaabbccddeeffggDPDP共陽(yáng)共陽(yáng)共陰共陰第8頁(yè)/共41頁(yè)七段顯示譯碼器七段顯示譯碼器CD4511是一種與共陰極數(shù)字顯示器配合使用的集成顯示譯碼是一種與共陰極數(shù)字顯示器配合使用的集成顯示譯碼驅(qū)動(dòng)器，是一種以驅(qū)動(dòng)器，是一種以CMOS制成的中規(guī)模集成電路（制成的中規(guī)模集成電路（Medium-Scale Integrated Circuit，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱 MSI），），它的功能是將輸入的它的功能是將輸入的4位二進(jìn)制位二進(jìn)制BCD碼轉(zhuǎn)換成顯示器所碼轉(zhuǎn)換成顯示器所需要的七段驅(qū)動(dòng)信號(hào)需要的七段驅(qū)動(dòng)信號(hào)ag，它與

5、共陰極數(shù)碼顯示管配合使用。該芯片為它與共陰極數(shù)碼顯示管配合使用。該芯片為DIP16封裝（封裝（Dual in-line Package ，簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱DIP），），其引腳分布如下圖所示：其引腳分布如下圖所示：BCLTVccfgabcdeGNDDLEBLACD4511第9頁(yè)/共41頁(yè)LTBL911001111001011811111110001011700001111110011611111000110011511011011010011411001100010011311001111100011210110110100011100001101000011001111110000011鎖存鎖存*11

6、1滅0000000XxXXX0181111111xxxxxx 0顯示顯示g gf fe ed dc cb ba aA AB BC CD DLELEB C LTVcc fgabcdeGNDDLEBLACD4511第10頁(yè)/共41頁(yè)思考：依據(jù)思考：依據(jù)CD4511的真值表和共陰的真值表和共陰LED數(shù)碼管，如何設(shè)計(jì)數(shù)碼管顯示電路數(shù)碼管，如何設(shè)計(jì)數(shù)碼管顯示電路? ?第11頁(yè)/共41頁(yè)第12頁(yè)/共41頁(yè)1 1、電路作用、電路作用編碼電路主要用于依據(jù)搶答者的搶答情況，對(duì)其進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生編碼電路主要用于依據(jù)搶答者的搶答情況，對(duì)其進(jìn)行編碼，以產(chǎn)生滿足顯示電路所需要的對(duì)應(yīng)于搶答者序號(hào)的十進(jìn)制編碼。滿足顯示電路

7、所需要的對(duì)應(yīng)于搶答者序號(hào)的十進(jìn)制編碼。2 2、電路組成、電路組成在實(shí)際電路設(shè)計(jì)過程中，編碼電路一般可以直接使用專用數(shù)字集成在實(shí)際電路設(shè)計(jì)過程中，編碼電路一般可以直接使用專用數(shù)字集成電路，在本設(shè)計(jì)中主要采用電路，在本設(shè)計(jì)中主要采用74LS147作為編碼電路。作為編碼電路。第13頁(yè)/共41頁(yè)1 1、芯片功能介紹、芯片功能介紹74LS147是DIP16封裝，為10線-4線優(yōu)先編碼器，具備9路輸入，輸出為4位十進(jìn)制編碼。2 2、真值表、真值表3 3、芯片引腳、芯片引腳第14頁(yè)/共41頁(yè)1 1、芯片功能介紹、芯片功能介紹74LS147是DIP14封裝，為6非門電路，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)6路信號(hào)取反。2 2、邏輯符

8、號(hào)、邏輯符號(hào)3 3、芯片引腳、芯片引腳1Y=1A，其余以此類推。其余以此類推。第15頁(yè)/共41頁(yè)1 1、芯片使用注意事項(xiàng)、芯片使用注意事項(xiàng)在本設(shè)計(jì)中，只需要使用8路，因此對(duì)多余的一個(gè)引腳必須進(jìn)行處理，結(jié)合該芯片的真值表，對(duì)多余的引腳（10腳）進(jìn)行處理（在數(shù)字電路中對(duì)多余引腳的處理方法一般為接地或者接電源的方法，需要視具體電路作不同的處理。）。該芯片的15腳為空余端子，在使用時(shí)可以不作任何處理。該電路的輸出為十進(jìn)該電路的輸出為十進(jìn)制編碼的反碼，為了確保譯碼顯示電路能夠正確譯碼及顯示，在實(shí)際電路中還制編碼的反碼，為了確保譯碼顯示電路能夠正確譯碼及顯示，在實(shí)際電路中還需要對(duì)該電路的十進(jìn)制編碼輸出端進(jìn)

9、行取反處理，一般在其每個(gè)輸出端接一個(gè)需要對(duì)該電路的十進(jìn)制編碼輸出端進(jìn)行取反處理，一般在其每個(gè)輸出端接一個(gè)非門即可。非門即可。2 2、編碼電路、編碼電路第16頁(yè)/共41頁(yè)1 1、電路作用、電路作用鎖存電路主要用于對(duì)搶答者的搶答信息進(jìn)行鎖存，以確保電路只響鎖存電路主要用于對(duì)搶答者的搶答信息進(jìn)行鎖存，以確保電路只響應(yīng)一位搶答者的搶答請(qǐng)求。解鎖電路主要用于在本輪搶答后，主持人應(yīng)一位搶答者的搶答請(qǐng)求。解鎖電路主要用于在本輪搶答后，主持人解除本輪搶答信息，以便能夠進(jìn)入下一輪搶答。解除本輪搶答信息，以便能夠進(jìn)入下一輪搶答。2 2、電路組成、電路組成在實(shí)際電路設(shè)計(jì)過程中，鎖存電路一般可以直接使用觸發(fā)器構(gòu)成，在

10、實(shí)際電路設(shè)計(jì)過程中，鎖存電路一般可以直接使用觸發(fā)器構(gòu)成，該電路有別于前面使用的數(shù)字集成電路。該電路的輸出不經(jīng)取決于電該電路有別于前面使用的數(shù)字集成電路。該電路的輸出不經(jīng)取決于電路的當(dāng)前輸入狀態(tài)，還與電路的上一個(gè)狀態(tài)有關(guān)，稱為時(shí)序邏輯電路路的當(dāng)前輸入狀態(tài)，還與電路的上一個(gè)狀態(tài)有關(guān)，稱為時(shí)序邏輯電路（前面介紹的為組合邏輯電路）。在本設(shè)計(jì)中采用（前面介紹的為組合邏輯電路）。在本設(shè)計(jì)中采用74LS373作為鎖存作為鎖存電路。電路。 解鎖電路主要對(duì)鎖存器的控制端進(jìn)行控制，為不影響鎖存器的正常解鎖電路主要對(duì)鎖存器的控制端進(jìn)行控制，為不影響鎖存器的正常工作，需要和鎖存電路共同控制鎖存器的控制端（借助于或門電

11、路實(shí)工作，需要和鎖存電路共同控制鎖存器的控制端（借助于或門電路實(shí)現(xiàn)）?，F(xiàn)）。第17頁(yè)/共41頁(yè)1 1、芯片功能介紹、芯片功能介紹74LS373是DIP20封裝，8路鎖存器，三態(tài)輸出（0，1，高阻）。4 4、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)2 2、芯片引腳、芯片引腳3 3、功能表、功能表第18頁(yè)/共41頁(yè)1 1、芯片功能介紹、芯片功能介紹74LS30是DIP14封裝，8輸入與非門。5 5、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)2 2、芯片引腳、芯片引腳3 3、功能表、功能表4 4、邏輯關(guān)系、邏輯關(guān)系第19頁(yè)/共41頁(yè)1 1、芯片功能介紹、芯片功能介紹74LS32是DIP14封裝，4-2輸入或門集成電路。5 5、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)

12、2 2、芯片引腳、芯片引腳3 3、功能表、功能表4 4、邏輯關(guān)系、邏輯關(guān)系第20頁(yè)/共41頁(yè)1 1、電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)、電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)為可靠地實(shí)現(xiàn)鎖存器的鎖存功能，需要對(duì)鎖存器的使能端進(jìn)行控制，主要借為可靠地實(shí)現(xiàn)鎖存器的鎖存功能，需要對(duì)鎖存器的使能端進(jìn)行控制，主要借助于搶答信號(hào)對(duì)助于搶答信號(hào)對(duì)74LS373的使能端進(jìn)行控制（依據(jù)的使能端進(jìn)行控制（依據(jù)74LS373 的的11腳的控制特性，腳的控制特性，鎖存器輸出經(jīng)過鎖存器輸出經(jīng)過74LS30 后控制。）。為不影響鎖存電路的正常工作，通過外電后控制。）。為不影響鎖存電路的正常工作，通過外電路產(chǎn)生一個(gè)高電平和搶答鎖存信號(hào)相或之后控制路產(chǎn)生一個(gè)高電平

13、和搶答鎖存信號(hào)相或之后控制74LS373 的的11腳。腳。2 2、鎖存及解鎖電路、鎖存及解鎖電路第21頁(yè)/共41頁(yè)1 1、電路作用、電路作用開關(guān)陣列電路主要用于對(duì)提供搶答者搶答手段，該電路產(chǎn)生搶答開開關(guān)陣列電路主要用于對(duì)提供搶答者搶答手段，該電路產(chǎn)生搶答開關(guān)信號(hào)，為鎖存電路提供搶答開關(guān)信號(hào)。關(guān)信號(hào)，為鎖存電路提供搶答開關(guān)信號(hào)。2 2、電路組成、電路組成結(jié)合實(shí)際要求，該電路主要由開關(guān)及上拉電阻構(gòu)成。結(jié)合實(shí)際要求，該電路主要由開關(guān)及上拉電阻構(gòu)成。第22頁(yè)/共41頁(yè)1 1、電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)、電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)結(jié)合鎖存電路及編碼電路的要求，在待搶答狀態(tài)時(shí)，開關(guān)陣列電路提供高電結(jié)合鎖存電路及編碼電路的要求

14、，在待搶答狀態(tài)時(shí)，開關(guān)陣列電路提供高電平信號(hào)，在搶答者搶答時(shí)，對(duì)應(yīng)的搶答信號(hào)應(yīng)當(dāng)為低電平。平信號(hào)，在搶答者搶答時(shí)，對(duì)應(yīng)的搶答信號(hào)應(yīng)當(dāng)為低電平。2 2、開關(guān)陣列電路、開關(guān)陣列電路第23頁(yè)/共41頁(yè)結(jié)合整體電路框圖，設(shè)計(jì)整體電路并繪圖。結(jié)合整體電路框圖，設(shè)計(jì)整體電路并繪圖。繪圖時(shí)不要忘記集成電路的電源及接地引腳的繪圖時(shí)不要忘記集成電路的電源及接地引腳的正確連接。正確連接。第24頁(yè)/共41頁(yè)第25頁(yè)/共41頁(yè)第26頁(yè)/共41頁(yè)名稱型號(hào)（規(guī)格）數(shù)量按鍵不帶鎖8集成電路74LS3731 74LS301 74LS321 74LS041 CD45111 74HC1471LED數(shù)碼管單字共陰1電阻100/0.

15、25W1 10K/0.25W8 510/0.25W1集成電路插座DIP143 DIP162 DIP201 DIP241第27頁(yè)/共41頁(yè)1.1.電源線與地線的顏色要有區(qū)分：電源線與地線的顏色要有區(qū)分： 電源（紅線），地線（黑線）。其余（白線或者其他顏色，但是不能是紅色和黑電源（紅線），地線（黑線）。其余（白線或者其他顏色，但是不能是紅色和黑色）色）2.2.做到橫平豎直，緊貼做到橫平豎直，緊貼PCB板。包括元器件也緊貼印制板板。包括元器件也緊貼印制板 （貼底焊），集成電路首先焊接插座，插座焊好后，將集成電路直接裝入集成電（貼底焊），集成電路首先焊接插座，插座焊好后，將集成電路直接裝入集成電路插座

16、即可。路插座即可。3.3.線與線不能交叉。線與線不能交叉。4.4.盡可能不要在焊接面布線。盡可能不要在焊接面布線。5.5.焊點(diǎn)均勻飽滿，不虛焊、不漏焊。焊點(diǎn)均勻飽滿，不虛焊、不漏焊。6.6.按鍵及按鍵及LED數(shù)碼管的放置要符合常規(guī)使用習(xí)慣。數(shù)碼管的放置要符合常規(guī)使用習(xí)慣。第28頁(yè)/共41頁(yè)第29頁(yè)/共41頁(yè)第30頁(yè)/共41頁(yè)第31頁(yè)/共41頁(yè)第32頁(yè)/共41頁(yè)第33頁(yè)/共41頁(yè)1.1.首先裝配譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示電路，并完成該部分電路的測(cè)試；首先裝配譯碼驅(qū)動(dòng)及顯示電路，并完成該部分電路的測(cè)試；2.2.裝配譯碼電路，并完成該部分電路的測(cè)試；裝配譯碼電路，并完成該部分電路的測(cè)試；3.3.開關(guān)陣列、鎖存及

17、解鎖部分，并完成該部分電路的測(cè)試。開關(guān)陣列、鎖存及解鎖部分，并完成該部分電路的測(cè)試。第34頁(yè)/共41頁(yè) 在電子制作中，元器件的連接處需要焊接。焊接的質(zhì)量對(duì)制作的質(zhì)量影響在電子制作中，元器件的連接處需要焊接。焊接的質(zhì)量對(duì)制作的質(zhì)量影響極大。所以，學(xué)習(xí)電子制作技術(shù)，必須掌握焊接技術(shù)，練好焊接基本功。極大。所以，學(xué)習(xí)電子制作技術(shù)，必須掌握焊接技術(shù)，練好焊接基本功。1.1.焊接準(zhǔn)備焊接準(zhǔn)備: : 清理工作臺(tái)清理工作臺(tái)、準(zhǔn)備好焊料、焊劑、鑷子、剪刀等必備工具準(zhǔn)備好焊料、焊劑、鑷子、剪刀等必備工具. .特別是準(zhǔn)備好烙特別是準(zhǔn)備好烙鐵鐵。( (功率合適、調(diào)整好電烙鐵的溫度、使烙鐵頭始終處于吃錫狀態(tài)功率合適、調(diào)整好電烙鐵的溫度、使烙鐵頭始終處于吃錫狀態(tài)) )第35頁(yè)/共41頁(yè) 1) 1)元器件引出腳上錫。元器件引出腳上錫。 2) 2)手工焊接的基本步驟。手工焊接的基本步驟。第36頁(yè)/共41頁(yè)第37頁(yè)/共41頁(yè)第38頁(yè)/共41頁(yè)1 1、當(dāng)無人搶答器，數(shù)碼管應(yīng)顯示、當(dāng)無人搶答器，數(shù)碼管應(yīng)顯示“0 0”。2 2、1 18 8開關(guān)分別按下時(shí)分別有開關(guān)分別按下時(shí)分別有“1 18 8”的數(shù)碼顯示，并有鎖存功能。的數(shù)碼顯示，并