數(shù)電,八路搶答器何明

1、電子技術(shù)綜合訓(xùn)練設(shè)計(jì)報(bào)告題目：簡(jiǎn)易搶答器制作姓名：何俊龍學(xué)號(hào)：08230527 班級(jí)：電氣五班同組成員：李展偉指導(dǎo)教師：吳麗珍日期：2010.12.30 摘 要主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)供搶答的時(shí)間，系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答，則計(jì)時(shí)將自動(dòng)停止，搶答電路數(shù)碼管上顯示選手編號(hào)。蜂鳴器發(fā)生報(bào)警，二極管發(fā)光，定是電路顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無人搶答，定是電路顯示00，同時(shí)系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。關(guān)鍵詞：顯示、計(jì)時(shí)、搶答目錄第一章設(shè)計(jì)系統(tǒng)1.1分析技術(shù)要求1.2選擇技術(shù)方案1.3確定原理方框圖1.4分析工作原理第二章單元電路設(shè)計(jì)21電路設(shè)

2、計(jì)22工作原理23元器件的選擇24有關(guān)仿真波形第三章電路安裝、調(diào)試與測(cè)試3.1 電路安裝3.2 電路調(diào)試3.3 電路測(cè)試第四章總結(jié)第五章參考文獻(xiàn)第六章總結(jié)及體會(huì)第七章附錄第一章設(shè)計(jì)系統(tǒng)1.1 技術(shù)要求基本要求：1、搶答組數(shù)分為八組，序號(hào)分別為s0，s1,s3，s4,s5，s6，s7，優(yōu)先搶答者按動(dòng)本組按鍵，組號(hào)立即在led顯示器上顯示，同時(shí)封鎖其它的按鍵信號(hào)。2、系統(tǒng)設(shè)置外部清除鍵，按動(dòng)清除鍵，led顯示器自動(dòng)清零滅燈。3、數(shù)字搶答器定時(shí)為30s，啟動(dòng)開建后，要求30s 定時(shí)器開始工作，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。4、搶答者在 30s內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，如果30s定時(shí)到時(shí)，無搶答者，則本次搶答無效，系統(tǒng)

3、短暫報(bào)警。5、電源： 220v/50hz的工頻交流電供電；（注：直流電源部分僅完成設(shè)計(jì)即可， 不需制作，用實(shí)驗(yàn)室提供的穩(wěn)壓電源調(diào)試，但要求設(shè)計(jì)的直流電源能夠滿足電路要求）6、按照以上技術(shù)要求設(shè)計(jì)電路，繪制電路圖，對(duì)設(shè)計(jì)的電路用multisim或orcad/pspicead9.2進(jìn)行仿真，用萬用板焊接元器件，制作電路，完成調(diào)試、測(cè)試，撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。二、提交成果：1、設(shè)計(jì)報(bào)告2、作品3、電路原理圖：要求提交兩份，一份為cad/eda 軟件繪制，另一份為手工繪制，圖紙大小自定，但要符合標(biāo)準(zhǔn)，電路圖繪制要規(guī)范。三、設(shè)計(jì)進(jìn)度：1、時(shí)間：三周2、進(jìn)度安排：（1）第一周選題，熟悉題目，分析要求，查找資料，選

4、擇方案，優(yōu)化方案，確定原理方框圖，單元電路設(shè)計(jì)，選擇元器件；（2）第二周進(jìn)行電路仿真，確定電路原理圖，畫出電路原理圖，購(gòu)買元器件，焊接電路；（3）第三周電路調(diào)試，電路測(cè)試，繪制電路原理圖，完成設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯。1.2 技術(shù)方案1、優(yōu)先編碼電路立即分辨出搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號(hào)；2、揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意；3、控制電路要對(duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次進(jìn)行搶答；4、控制電路要使定時(shí)器停止工作，時(shí)間顯示器上顯示剩余的搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 當(dāng)選手將問題回答完畢， 主持人操作控制開關(guān)， 使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一

5、輪搶答。制作搶答器可以用好多的方法，可以用單片機(jī)來完成，它的功能強(qiáng)大制作簡(jiǎn)單，并且外圍的元件也很少； 也可以用 plc來實(shí)現(xiàn)，他的制作也是比較簡(jiǎn)單； 還可以用我們學(xué)過的 eda技術(shù)來制作；最后也可以用數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)， 它的原理比較簡(jiǎn)單，集成塊的價(jià)格也比較便宜且很容易購(gòu)買，與我們學(xué)完的數(shù)字電路聯(lián)系緊密，能將我們所學(xué)知識(shí)用于實(shí)際，對(duì)鞏固所學(xué)知識(shí)有重要意義，用了一些成型電路，如 ne555標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖電路等，使總體方案易于實(shí)現(xiàn)。1.3 原理方框圖1.4 工作原理接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號(hào)顯示器滅燈， 定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的時(shí)間， 當(dāng)節(jié)目主持人宣布 “搶答開

6、始” ，同時(shí)將控制開關(guān)撥到“開始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后仿真圖部分第二章單元電路設(shè)計(jì)總電路仿真圖vccvcc5vvcc5vvcc5vvccoutgnddisoutrstthrcontrivccxsc1abext trig+_+_c10.1uf r215k r380k u6nota7b1c2d6oa13od10oe9of15oc11ob12og14lt3rbi5bi/rbo4u11a09a17a26gs14d313d41d52d212d111d010d74d63ei5eo15u7abc defgcku18n

7、otr25100k u19and2u20buzzer200 hz c6200nfu22notu23t_fftqqresetclksetr468k a7b1c2d6oa13od10oe9of15oc11ob12og14lt3rbi5bi/rbo4u24a7b1c2d6oa13od10oe9of15oc11ob12og14lt3rbi5bi/rbo4u25abcdefgcku26abcdefgckqa14qb13qc12qd11rco15a3b4c5d6enp7ent10load9clr1clk2qa14qb13qc12qd11rco15a3b4c5d6enp7ent10load9clr1clk2

8、u2and2c22uf 44858483vcc8104680 79 787776 7574737271 7069 68 67066656463626160595857565554535251vcc5004948470454342414039383537363433323130292827262524232221201918vccvcc17161514131211109876540231vcc091929394vcc87888990led1r5100 95828602.2 工作原理工作原理當(dāng)任意一個(gè)選手按下?lián)尨鸢粹o后，74ls373開始工作，與輸入端對(duì)應(yīng)的輸出端為低電平，低電平經(jīng)過74ls148

9、編碼后輸出的是一組與輸入對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)，再經(jīng)過譯碼顯示電路將對(duì)應(yīng)的編號(hào)顯示出來。編碼器 74ls148工作時(shí)輸出使能端為高電平， 將其連接到鎖存器的控制端口，使其由低電平變?yōu)楦唠娖剑?禁止它再工作，即使其他選手再按動(dòng)按鈕，也不會(huì)再有輸出，也就是完成了鎖存功能。搶答部分a7b1c2d6oa13od10oe9of15oc11ob12og14lt3rbi5bi/rbo41 2 3 4 56 78910111213 14vccvccu11a09a17a26gs14d313d41d52d212d111d010d74d63ei5eo15vcc363738394041424328293031323304

10、4u1a bc d ef gckled14503435u12sqqru3sqqru4sqqru5sqqr001921221520u6sqqr16171823計(jì)時(shí)部分vccvcc5vvcc5vvcc5vvccoutgnddisoutrstthrcontrivccxsc1abext trig+_+_c10.1uf r215k r380k u6notu18notr25100k u19and2u20buzzer200 hz c6200nfu23t_fftqqresetclksetr468k a7b1c2d6oa13od10oe9of15oc11ob12og14lt3rbi5bi/rbo4u24a7b1

11、c2d6oa13od10oe9of15oc11ob12og14lt3rbi5bi/rbo4u25abc def gcku26a bcde fgckqa14qb13qc12qd11rco15a3b4c5d6enp7ent10load9clr1clk2qa14qb13qc12qd11rco15a3b4c5d6enp7ent10load9clr1clk2u2and2c22uf 448584vcc8180 79 7877 76 757473 72 7170 69 6867066656463626160595857565554535251vcc5004948470231vcc091929394vcc87

12、888990led1r51009582860工作原理當(dāng)任意一個(gè)選手按下?lián)尨鸢粹o后，74ls373開始工作，與輸入端對(duì)應(yīng)的輸出端為低電平，低電平經(jīng)過74ls148編碼后輸出的是一組與輸入對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)，再經(jīng)過譯碼顯示電路將對(duì)應(yīng)的編號(hào)顯示出來。編碼器 74ls148工作時(shí)輸出使能端為高電平， 將其連接到鎖存器的控制端口，使其由低電平變?yōu)楦唠娖剑?禁止它再工作，即使其他選手再按動(dòng)按鈕，也不會(huì)再有輸出，也就是完成了鎖存功能。當(dāng)任意一個(gè)選手按下?lián)尨鸢粹o后，74ls373開始工作，與輸入端對(duì)應(yīng)的輸出端為低電平，低電平經(jīng)過74ls148編碼后輸出的是一組與輸入對(duì)應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)，再經(jīng)過譯碼顯示電路將對(duì)應(yīng)

13、的編號(hào)顯示出來。編碼器 74ls148工作時(shí)輸出使能端為高電平， 將其連接到鎖存器的控制端口，使其由低電平變?yōu)楦唠娖剑?禁止它再工作，即使其他選手再按動(dòng)按鈕，也不會(huì)再有輸出，也就是完成了鎖存功能。2.3元器件的選擇元器件選擇使用集成電路：lmc555cn、74ls160、74ls48 、74ls73 、74ls148 、使用電阻使用電容及容量：0.11uf 、200nf、使用非門： 7404n 1 個(gè)；與門： 7408n 8 個(gè)；與非門： 7400n一個(gè)使用數(shù)碼管： 3 個(gè)（共陰極數(shù)碼管）。使用發(fā)光二極管：紅色1 個(gè)器件介紹及參數(shù)確定：1、555 定時(shí)器的引腳圖及構(gòu)圖u1lmc555cngnd

14、1dis7out3rst4vcc8thr6con5tri2根據(jù)任務(wù)要求要利用555 產(chǎn)生 1hz的秒脈沖，則根據(jù)公式： f=1t, 則 t 也應(yīng)為 1s, 又由公式 t=得，r=48.7k,c=10uf,cf=10nf 74160的引腳圖74ls160的功能表74ls148為 8 線3 線優(yōu)先編碼器，表1 為其功能表 . 表 1 74ls148 真值表輸入輸出ei i0i1i2i3i4i5i6i7a2a1a0gs eo 輸入輸出entenpclkqn0 x 1 1 x 異步清零1 0 1 1 同步置數(shù)1 1 1 0 保持1 1 0 1 保持1 1 0 0 保持u 374ls160nqa14qb

15、13qc12qd11rco15a3b4c5d6enp7ent10load9clr1clk21 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 x x x x x x x 0 0 0 0 0 1 0 x x x x x x 0 1 0 0 1 0 1 0 x x x x x 0 1 1 0 1 0 0 1 0 x x x x 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 x x x 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 x x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 x 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0

16、 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 從以上的的功能表中可以得出， 74ls148 輸入端優(yōu)先級(jí)別的次序依次為 i7 ，i6 ，i0 。當(dāng)某一輸入端有低電平輸入，且比它優(yōu)先級(jí)別高的輸入端沒有低電平輸入時(shí)，輸出端才輸出相應(yīng)該輸入端的代碼。例如： i5=0 且 i6=i7=1(i6 、i7 優(yōu)先級(jí)別高于i5) 則此時(shí)輸出代碼 010，經(jīng) rs觸發(fā)器各位取反，這就是優(yōu)先編碼器的工作原理。圖 7 74ls148 管腳圖2.4 有關(guān)仿真波形第三章電路安裝、調(diào)試與測(cè)試3.1 電路的安裝電路是通過使用焊錫將器件連接在試驗(yàn)板上，路安裝的時(shí)候首先要注意安全，要防止電烙鐵把自己和他人燙傷，還要防止將電

17、源線的絕緣皮損壞。器件要焊接的在有金屬一面，有利于器件的正常導(dǎo)通，安裝時(shí)部局要合理，根據(jù)三個(gè)單元講電路板劃分為三個(gè)部分，方便一一焊接，檢查。3.2 電路的調(diào)試此電路是由電子技術(shù)中的數(shù)電制作而成，想要得到精確的值需要大量的調(diào)試，調(diào)試可以分步進(jìn)行， 如果出現(xiàn)了過大或者過小的情況，則應(yīng)該檢測(cè)焊接中是否出現(xiàn)短路或者斷路，排除問題后再進(jìn)行下一部分調(diào)試。在調(diào)試中要注意電源的接法， 在檢測(cè)部分應(yīng)該注意應(yīng)加裝上拉電阻否則三極如果出現(xiàn)了過大或者過小的情況，則應(yīng)該檢測(cè)焊接中是否出現(xiàn)短路或者斷路，排除問題后再進(jìn)行下一部分調(diào)試。 管基極會(huì)承受巨大的電壓會(huì)導(dǎo)致三極管發(fā)熱甚至燒壞。安裝阻排與七段顯示器時(shí)，要將阻排與74l

18、s48并聯(lián)。3.3 電路的測(cè)試1、在給電路連通電源時(shí)一定要先用外用表測(cè)試已經(jīng)焊接的電路當(dāng)中是否存在短路現(xiàn)象，若存在，應(yīng)先排除再接電源，避免損壞電源和已經(jīng)焊接的電路。2、在調(diào)試之前，連通電源以后若出現(xiàn)異常情況，比如冒煙，有異味，應(yīng)立即切斷電源。3、在確定電路沒有異常情況時(shí)，接通電源，對(duì)電路的每一部分逐個(gè)進(jìn)行調(diào)試，認(rèn)真思考，大膽嘗試，解決每一個(gè)可能引起電路不按設(shè)計(jì)工作的問題。1、在給電路連通電源時(shí)一定要先用外用表測(cè)試已經(jīng)焊接的電路當(dāng)中是否存在短路現(xiàn)象，若存在，應(yīng)先排除再接電源，避免損壞電源和已經(jīng)焊接的電路。2、在調(diào)試之前，連通電源以后若出現(xiàn)異常情況，比如冒煙，有異味，應(yīng)立即切斷電源。3、在確定電路

19、沒有異常情況時(shí)，接通電源，對(duì)電路的每一部分逐個(gè)進(jìn)行調(diào)試，認(rèn)真思考，大膽嘗試，解決每一個(gè)可能引起電路不按設(shè)計(jì)工作的問題。課程設(shè)計(jì)小結(jié)在設(shè)計(jì)之前， 參考了許多相關(guān)的資料。 在設(shè)計(jì)中又參考了以前講過的八路搶答器的原理圖，有了基本的思路。但著手設(shè)計(jì)時(shí)，又出現(xiàn)了許多未預(yù)料到的問題，例如元件的選擇：在選擇編碼器時(shí)，是采用普通編碼器還是優(yōu)先編碼器。普通編碼器中， 任何時(shí)刻只允許輸入一個(gè)編碼信號(hào)，否則輸出將發(fā)生混亂。所以選擇了優(yōu)先編碼器。在一些設(shè)計(jì)原理上也遇到了許多新問題。發(fā)現(xiàn)當(dāng)電源接通后，無論有無人按按鈕都會(huì)使音樂集成電路通電發(fā)出聲響。通過八路這次八路搶答器設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了以往學(xué)習(xí)中的許多不足，也讓我掌握了以

20、往許多掌握的不太牢的知識(shí)，感覺學(xué)到了很多東西。 三周的課程設(shè)計(jì)， 留給我印象最深的是要設(shè)計(jì)一個(gè)成功的電路，必須要有耐性和堅(jiān)持下去的毅力。在整個(gè)電路的安裝調(diào)試的過程中， 花費(fèi)時(shí)間最多的是各個(gè)元件電路的連接，電路的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)以及連完線路后的檢查工作上，其中在連接電路是出現(xiàn)問題比較多，在555 元件的連接的調(diào)試的時(shí)候出現(xiàn)了問題在這次過程中，我深刻的體會(huì)到在設(shè)計(jì)過程中，需要反復(fù)實(shí)踐， 其過程很可能相當(dāng)?shù)臒┈崳?有時(shí)花很長(zhǎng)時(shí)間檢查電路故障，分析原因，那時(shí)心中就有點(diǎn)灰心， 有時(shí)還特別想放棄， 此時(shí)更需要靜下心來，更仔細(xì)的查找原因?？傊?，這次實(shí)驗(yàn)過程中我受益匪淺， 在摸索我和我的搭檔實(shí)現(xiàn)了課題所要求的結(jié)果。培養(yǎng)了我的設(shè)計(jì)思維， 增加了動(dòng)手操作的能力。 更讓我體會(huì)到實(shí)現(xiàn)電路功能喜悅。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1. 伍時(shí)和 主編數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)，清華大學(xué)出版社，伍時(shí)和主編2. 董玉冰 主編 multism9 在電工電子技術(shù)中的應(yīng)用，清華大學(xué)出版社3. 謝自美 主編電子線路設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)，測(cè)試華中科技大學(xué)出版社4. 康華