Qimbst課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)(四路搶答器)(共9頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上生命是永恒不斷的創(chuàng)造，因?yàn)樵谒鼉?nèi)部蘊(yùn)含著過(guò)剩的精力，它不斷流溢，越出時(shí)間和空間的界限，它不停地追求，以形形色色的自我表現(xiàn)的形式表現(xiàn)出來(lái)。泰戈?duì)柡幽侠砉ご髮W(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告200 8 200 9 學(xué)年第 一 學(xué)期課程名稱 數(shù)電課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目 數(shù)字式競(jìng)賽搶答器 學(xué)生姓名 同組人 學(xué) 號(hào) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 2008年 9月 5日一、 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求：1.設(shè)計(jì)任務(wù)（1）設(shè)計(jì)一臺(tái)可供4名選手參加比賽的智力競(jìng)賽搶答器。 用數(shù)字顯示搶答倒計(jì)時(shí)間，由“9”倒計(jì)到“0”時(shí)，無(wú)人搶答，蜂鳴器鳴響。選手搶答時(shí)，數(shù)碼顯示選手組號(hào)，同時(shí)蜂鳴器鳴響，倒計(jì)時(shí)停止。（2）分組：

2、 陳艷東負(fù)責(zé)搶答控制電路和定時(shí)電路。關(guān)智杰負(fù)責(zé)第一信號(hào)鑒別電路和核心控制電路。2.設(shè)計(jì)要求 （1）4名選手編號(hào)為：1，2，3，4。各有一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)對(duì)應(yīng)，也分別為1，2，3，4。（2）給主持人設(shè)置一個(gè)控制按鈕，用來(lái)控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開(kāi)始。（3）搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，該選手編號(hào)立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。搶答器具有定時(shí)（15秒）搶答的功能。（4）當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕后，定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，定時(shí)顯

3、示器顯示倒計(jì)時(shí)間，若無(wú)人搶答，倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，揚(yáng)聲器響。參賽選手在設(shè)定時(shí)間（15秒）內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚(yáng)聲器響，同時(shí)定時(shí)器停止倒計(jì)時(shí)，搶答顯示器上顯示選手的編號(hào)，定時(shí)顯示器上顯示剩余搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。(5)如果搶答定時(shí)已到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，本次搶答無(wú)效。系統(tǒng)揚(yáng)聲器報(bào)警，并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器顯示0。(6)用石英晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號(hào)，作為定時(shí)計(jì)數(shù)器的CP信號(hào)。二、 總體方案選擇：本設(shè)計(jì)電路主要由脈沖產(chǎn)生電路、鎖存電路、編碼及譯碼顯示電路、倒計(jì)時(shí)電路和音響產(chǎn)生電路組成。當(dāng)有選手搶答時(shí)，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經(jīng)3

4、線8段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時(shí)產(chǎn)生音響。系統(tǒng)原理框圖如下：四人智力競(jìng)賽搶答器框圖三、單元電路設(shè)計(jì)1、搶答器控制電路設(shè)計(jì) 搶答器控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：（1）當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。 （2）當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。 時(shí)序控制電路2、定時(shí)電路由555定時(shí)器產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)秒脈沖。振蕩周期為15秒脈沖信號(hào)經(jīng)兩級(jí)有預(yù)置功能的可逆十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS192對(duì)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到達(dá)預(yù)置的時(shí)間，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出而封鎖計(jì)數(shù)脈沖，使計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)。數(shù)碼管指示時(shí)間值。具體電路如下圖： 四

5、、所用器材:1. 十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192（54/74194）兩個(gè)引腳圖管腳及功能表如下：74LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能，其引腳排列及邏輯符號(hào)如下所示：               （a）引腳排列                 

6、60;     (b) 邏輯符號(hào)圖中：為置數(shù)端，為加計(jì)數(shù)端，為減計(jì)數(shù)端，為非同步進(jìn)位輸出端， 為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。其功能表如下：              輸入     輸出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q0 1 × × ××

7、;×××0000 0 0 × ×dcbadcba 0 1  1××××    加計(jì)數(shù) 0 1 1 ××××    減計(jì)數(shù)2.74LS48 (54/7448)七段譯碼器兩個(gè)。74LS48的引腳排列： 真值表如下：燈測(cè)試輸入：LT 滅燈輸入 ： RBI鎖存使能輸入：BI A、B、C、D 是輸入

8、端 a、b、c、d、e、f、g是輸出端3.555定時(shí)器一個(gè)：主要參數(shù)：電源電壓為4.5-18V，最大輸出電流為200mA，工作溫度范圍為-55oC-125oC。邏輯圖如下：它基本原理是，由于電容C的兩端的電壓不能突變，定時(shí)器的2端電壓低觸發(fā)端為低電平，輸出端3為高電平。電源經(jīng)過(guò)R1、R2給電容C充電，當(dāng)電容的電壓充到電源電壓的2/3時(shí)，555內(nèi)部的MOS管導(dǎo)通，輸出為低電平。接著電容通過(guò)R2和已經(jīng)導(dǎo)通的MOS管放電，當(dāng)電容的兩端電壓下降到低于1/3的電源電壓時(shí)，MOS管截止電容放電停止，此時(shí)電源通過(guò)R1、R2再次向電容充電，如此反復(fù)，形成震蕩，從而在3端得到時(shí)鐘脈沖源輸出，根據(jù)公式：周期T=（

9、R1+2R2）×C×ln2=0.7（R1+2R2）C 。4.74LS273八D觸發(fā)器：功能如下：(1).1腳是復(fù)位CLR,低電平有效,當(dāng)1腳是低電平時(shí),輸出腳2(Q1)、5(Q2)、6(Q3)、9(Q4)、12(Q5)、15(Q6)、16(Q7)、19(Q8)全部輸出0,即全部復(fù)位;(2).當(dāng)1腳為高電平時(shí),11(CLK)腳是鎖存控制端,并且是上升沿觸發(fā)鎖存,當(dāng)11腳有一個(gè)上升沿,立即鎖存輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的電平狀態(tài),并且立即呈現(xiàn)在在輸出腳2(Q1)、5(Q2)、6(Q3)、9(Q4)、12(Q5)、15(Q6)、16(Q7)、19(Q8)上。 引

10、腳圖5.74LS121單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：五、遇到的問(wèn)題及解決方案:1.我在實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的第一個(gè)搶答環(huán)節(jié)時(shí)，我們?cè)诓輬D上起初是用四個(gè)D觸發(fā)器和一些開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)計(jì)四名選手的搶答環(huán)節(jié)的，隨后又突然想到用一個(gè)含四個(gè)D觸發(fā)器的集成電路來(lái)代替。本以為這個(gè)環(huán)節(jié)沒(méi)有什么問(wèn)題了，但到了實(shí)驗(yàn)仿真階段后，由于在multisim軟件中沒(méi)有僅含四個(gè)D觸發(fā)器的器件，我們經(jīng)過(guò)辛苦的嘗試，終于找到一個(gè)八D觸發(fā)器器件74LS273，這使我們?yōu)l臨破產(chǎn)的設(shè)計(jì)有了一線生機(jī)，然后我們就翻閱資料，查詢它的個(gè)個(gè)引腳的功能，選擇了其中四個(gè)輸入端D觸發(fā)端口，進(jìn)行布線并最終獲本模塊成功。2.定時(shí)電路設(shè)計(jì)中，我們的顯示電路出了問(wèn)題，設(shè)定好的15秒的顯示周期，

11、結(jié)果在15秒以后十進(jìn)位的顯示器本應(yīng)該顯示由“1”跳變?yōu)椤?”，但是我們的卻跳不回來(lái)，在求助身邊的同學(xué)后仍無(wú)法的到解決，我們知道是布線出了問(wèn)題，但是不知道具體問(wèn)題出在哪里。六、分析總結(jié):持續(xù)近一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，我們的設(shè)計(jì)雖然有一些小毛病，但總體上還是很成功的。一周的時(shí)間雖然很短暫，但從中獲益匪淺. 畢竟在課堂上學(xué)習(xí)的內(nèi)容真真正正能用到實(shí)際是有點(diǎn)超乎我們的想象，而且要把理論知識(shí)付諸實(shí)踐確實(shí)非一件易事。我從最初的設(shè)想設(shè)計(jì)一個(gè)什么樣的數(shù)字電路到繪制電路圖，然后打印排版，最后校正設(shè)計(jì)中的漏洞與不足。整個(gè)過(guò)程中我翻閱大量資料，跑遍圖書(shū)館各個(gè)能找到數(shù)電資料的角落，上網(wǎng)查找有關(guān)內(nèi)容，馬不停蹄思考如何繪

12、制電路，并和周圍同學(xué)進(jìn)行著一遍又一遍的交流與設(shè)計(jì)思想。首先對(duì)數(shù)字電路這門課程有了更深的了解，因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)本身要求將以前所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的電路設(shè)計(jì)當(dāng)中去，在電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，無(wú)形中便加深了對(duì)數(shù)字電路的了解及運(yùn)用能力，對(duì)課本以及以前學(xué)過(guò)的知識(shí)有了一個(gè)更好的總結(jié)與理解；以前的數(shù)字實(shí)驗(yàn)只是針對(duì)某一個(gè)小的功能設(shè)計(jì)，而課程設(shè)計(jì)對(duì)我們的總體電路的設(shè)計(jì)的要求更嚴(yán)格，需要通過(guò)翻閱復(fù)習(xí)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)確立了實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)方案，然后逐步細(xì)化進(jìn)行各模塊的設(shè)計(jì)。例如： 555定時(shí)器的使用原理和作用，用它構(gòu)成觸發(fā)器和振蕩器的方法，還有一個(gè)難題就是怎么來(lái)選擇我們所需要的芯片，從而實(shí)現(xiàn)我們所想實(shí)現(xiàn)的功能。其次，以前沒(méi)有接

13、觸過(guò)仿真軟件，這次審計(jì)要使用仿真軟件，所以學(xué)會(huì)了multisim軟件的基本應(yīng)用，這對(duì)我們以后的工作和學(xué)習(xí)的幫助都很有用處。但是在電路仿真的過(guò)程中出現(xiàn)大量問(wèn)題，需要我們細(xì)心解決，所以，我對(duì)電路故障的排查能力有了很大的提高。但由于是自己學(xué)習(xí)沒(méi)有專業(yè)指導(dǎo)難免有一些我們不了解的功能。所以我們以后要多接觸和了解一些仿真軟件，多向老師請(qǐng)教學(xué)習(xí)。最后，感謝學(xué)校給我們這次機(jī)會(huì)，鍛煉了我們的動(dòng)手能力。通過(guò)這次課設(shè)讓我明白了理論和實(shí)際操作之間差距，而且也讓我很明確得意識(shí)到自己在數(shù)電上有很多的知識(shí)漏洞，以后應(yīng)該多鉆研一下。從這過(guò)程，我鍛煉了自己的動(dòng)手能力，獨(dú)立思考能力，分析實(shí)踐能力，并學(xué)會(huì)了把自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和思路拿出來(lái)與大家分享。再次感謝老師的輔導(dǎo)以及同學(xué)的幫助。“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”，由此看來(lái)實(shí)踐的重要，短短兩星期的課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多的東西，最重要的是我自己動(dòng)手把我學(xué)習(xí)的知識(shí)用于實(shí)踐，做出成功的作品，這才算真正學(xué)習(xí)到了東西?？傊@次實(shí)驗(yàn)我收獲