電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)智力競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)報(bào)告

1、智力競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)報(bào)告目錄一 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求-（2）1.1設(shè)計(jì)任務(wù)-（2）1.2設(shè)計(jì)要求-（2）1.3設(shè)計(jì)目的-（2）二 設(shè)計(jì)方案的選擇與論證 - （2） 2.1設(shè)計(jì)思路-（2） 2.1.1基本功能-（3）2.1.2 擴(kuò)展功能-（3）2.1.3 搶答器的組成框圖-（3）2.2方案論證-（5）三電路設(shè)計(jì)計(jì)算與分析-（5）3.1單元電路的設(shè)計(jì)及原理分析-（5） 3.1.1搶答電路的設(shè)計(jì)-（5）3.1.2定時(shí)電路的設(shè)計(jì)-（8） 3.1.3聲響電路的設(shè)計(jì)-（8） 3.1.4時(shí)序控制電路設(shè)計(jì)-（9）3.2電路仿真圖- (11) 3.2.1搶答模塊電路仿真圖- (11) 3.2.2 定時(shí)模塊電路仿真圖-

2、(12) 3.2.3整體電路仿真圖 -(12)3.3電路元器件參數(shù)的選擇- (12)四. 總結(jié)及心得- (20)五 附錄- (22)附錄一.元件清單- (22)附錄二.電路原理圖(另見(jiàn)A3紙) -(22)六參考文獻(xiàn)- (23)一設(shè)計(jì)任務(wù)和要求1.1設(shè)計(jì)任務(wù)： 利用所學(xué)的數(shù)字電子電路的知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)可供四組參賽者進(jìn)行比賽的智力競(jìng)賽搶答器。 1.2設(shè)計(jì)要求：（1）四組參賽者在進(jìn)行搶答時(shí)，當(dāng)搶答者按下面前的按鈕時(shí)， 搶答器能準(zhǔn)確地判斷出搶先者，并以二極管發(fā)光為標(biāo)志。 （2）搶答器應(yīng)具有互鎖功能，某組搶答后能自動(dòng)封鎖其他各 組進(jìn)行搶答。（3）搶答器應(yīng)具有限時(shí)（回答問(wèn)題搶答時(shí)）功能。限時(shí)檔次 可分別設(shè)為3

3、0秒、60秒、90秒；時(shí)間到時(shí)應(yīng)發(fā)出聲響， 且時(shí)間數(shù)據(jù)要用數(shù)碼管顯示出來(lái)。 （4）搶答者犯規(guī)（主持人未說(shuō)“開(kāi)始搶答”時(shí)，參賽者搶先 按鈕）時(shí)，數(shù)碼管以顯示選手編號(hào)出現(xiàn)閃動(dòng)為標(biāo)志。 （5）系統(tǒng)應(yīng)具有一個(gè)總的復(fù)位開(kāi)關(guān)。1.3設(shè)計(jì)目的：（1）進(jìn)一步掌握數(shù)字電子技術(shù)的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計(jì) 能力和綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。（2）基本掌握常用電子電路的一般設(shè)計(jì)方法，提高電子電路的 設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。?）熟悉并學(xué)會(huì)選用電子元器件，為以后從事生產(chǎn)和科研工作 打下一定的基礎(chǔ)。二設(shè)計(jì)方案的選擇與論證2.1設(shè)計(jì)思路該電路的根本任務(wù)是準(zhǔn)確地判斷出第一搶答者的信號(hào)并將其鎖存。實(shí)現(xiàn)這一功能可選擇使用觸發(fā)器或鎖存

4、器等。在得到第一信號(hào)之后應(yīng)立即將電路的輸入封鎖，其他組的選手則無(wú)法進(jìn)行搶答。同時(shí)還必須注意，第一搶答信號(hào)應(yīng)該在主持人發(fā)出搶答命令之后才有效。當(dāng)電路形成第一搶答信號(hào)之后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示出搶答者的組別，也可以用發(fā)光二極管直接指示出組別。在主持人沒(méi)有按下開(kāi)始搶答按鈕前，若已有參賽者搶答，數(shù)碼管顯示的數(shù)字就會(huì)一閃一閃地跳動(dòng)，此時(shí)表明選手犯規(guī)；主持人可以根據(jù)題目的難易程度設(shè)定一個(gè)搶答時(shí)間，如30秒、60秒、90秒。當(dāng)主持人按下開(kāi)始搶答按鈕后，計(jì)時(shí)電路開(kāi)始進(jìn)行30秒、60秒或90秒倒計(jì)時(shí)。此時(shí)，若有組別搶答，數(shù)碼管顯示該組別且搶答指示燈亮計(jì)時(shí)停止，即表示“已有人搶答”；當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，仍無(wú)組

5、別搶答，則計(jì)時(shí)指示燈顯示00表示“時(shí)間已到”，主持人清零后開(kāi)始新一輪地?fù)尨稹?.1.1 基本功能（1）搶答器同時(shí)供4組代表隊(duì)比賽，可用4個(gè)按鈕S1S4表示。（2）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。用來(lái)控制系統(tǒng)清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開(kāi)始。（3）搶答器具有鎖存與顯示功能。即搶答開(kāi)始后，選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在編號(hào)顯示器上顯示該編號(hào)。同時(shí)封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。2.1.2 擴(kuò)展功能（1）搶答器具有定時(shí)搶答功能。要求定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，并用定時(shí)顯示器顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間。（2）參賽選手在設(shè)定時(shí)間內(nèi)搶答，搶答

6、有效，同時(shí)定時(shí)器停止倒計(jì)時(shí)，編號(hào)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。（3）如果定時(shí)搶答時(shí)間已到，而無(wú)選手搶答時(shí)，則本次搶答無(wú)效?？刂葡到y(tǒng)驅(qū)動(dòng)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00。2.1.3 搶答器的組成框圖定時(shí)搶答器的總體框圖如圖1所示，它主要由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分組成。主體電路完成基本的搶答功能，即開(kāi)始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能。圖1所示的定時(shí)搶答器的工作過(guò)程是：接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開(kāi)關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工

7、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)目主持人宣布搶答題目后，說(shuō)一聲“搶答開(kāi)始”，同時(shí)將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器開(kāi)始進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)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)后搶答。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答器要完成以下三項(xiàng)工作：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其編號(hào)?？刂齐娐芬獙?duì)輸入編碼電路進(jìn)行封鎖，避免其他選手再次搶答。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(wèn)題回答完畢，主持人操作控制開(kāi)關(guān)，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工

8、作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。 圖1 定時(shí)搶答器總體框圖2.2方案論證由搶答器的構(gòu)成框圖可知，它主要由控制電路、觸發(fā)鎖存電路、定時(shí)電路和報(bào)警電路幾部分組成。在它的主體電路中，搶答按鈕按下后，信號(hào)通過(guò)優(yōu)先編碼電路，封鎖了其他搶答通道，并通過(guò)鎖存器鎖上搶答通道信號(hào)，通過(guò)譯碼電路再由7段數(shù)碼管顯示。并且，優(yōu)先編碼電路受擴(kuò)展電路的定時(shí)信號(hào)控制，當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)為0，則鎖上搶答電路，停止搶答。若有搶答信號(hào)后，也能控制擴(kuò)展電路中的定時(shí)電路，使其停止計(jì)時(shí)，并將搶答時(shí)間鎖定。在它的擴(kuò)展電路中，秒脈沖產(chǎn)生的電路通過(guò)定時(shí)電路控制搶答時(shí)間，并通過(guò)譯碼電路后由7段顯示器顯示。該顯示采用的是倒計(jì)時(shí)顯示。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)結(jié)束后，則產(chǎn)生控制

9、信號(hào)鎖住搶答通路。所選方案采用74LS148（8線(xiàn)3線(xiàn)優(yōu)先編碼器）來(lái)分辨出選手搶答的先后，采用基本RS鎖存器74LS279芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)號(hào)碼的鎖存，采用74LS192同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)，與555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生的秒脈沖信號(hào)來(lái)共同實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，采用555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的聲響電路實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)的輸出。因此滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)的總體要求，該方案可行。三電路設(shè)計(jì)計(jì)算與分析3.1單元電路的設(shè)計(jì)及原理分析3.1.1搶答電路的設(shè)計(jì)搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨出選手按鍵的的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無(wú)效。選用優(yōu)先編碼74LS148和RS鎖

10、存器74LS279可以完成上述功能，其電路組成如下圖2所示。 其工作原理是：當(dāng)主持人控制開(kāi)關(guān)處于“清零”位置時(shí)，RS觸發(fā)器的端為低電平，輸出端（4Q1Q）全部為低電平。于是74LS48的/=0，顯示器滅燈；74LS148的選通輸入端=0，74LS148處于工作狀態(tài)，此時(shí)鎖存電路不工作。當(dāng)主持人將開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時(shí)處于工作狀態(tài)，即搶答器處于等待工作狀態(tài)，等待輸入端輸入信號(hào)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S2），74LS148的輸出=101，=0，經(jīng)RS鎖存器后，/=1，此時(shí)74LS279處于工作狀態(tài)，輸出端=010，經(jīng)過(guò)74LS48譯碼后，顯示器顯示出“2”。圖2 搶

11、答電路此時(shí)，=1，即ST端為高電平，使74LS148處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其它按鍵的輸入。當(dāng)按下的鍵松開(kāi)后，74LS148的高電平，但由于1Q維持高電平不變，所以74LS148仍處于禁止工作狀態(tài)，其它按鍵的輸入信號(hào)仍不會(huì)被接受。這就保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的準(zhǔn)確性。當(dāng)優(yōu)先搶答者回答完問(wèn)題后，主持人操作控制開(kāi)關(guān)S，使搶答電路復(fù)位，以便進(jìn)行下一輪搶答。其中，基本RS觸發(fā)器（74LS279芯片）的工作原理是：1. 保持狀態(tài)。當(dāng)輸入端接入=1的電平時(shí)，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)=1、=0，則觸發(fā)器次態(tài)=1、=0；若基本SR觸發(fā)器的現(xiàn)態(tài)=0、=1，則觸發(fā)器次態(tài)=0、=1。即=1時(shí)，觸發(fā)器保持原狀態(tài)

12、不變。2. 置0狀態(tài)。當(dāng)=1，=0時(shí)，如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為=1、=0，因=0，會(huì)使=1，而=1與=1共同作用使端翻轉(zhuǎn)為0；如果基本SR觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為=0、=1，同理會(huì)使=0，=1。只要輸入信號(hào)=1，=0，無(wú)論基本SR觸發(fā)器的輸出現(xiàn)態(tài)如何，均會(huì)使輸出次態(tài)置為0態(tài)。3. 置1狀態(tài)。當(dāng)=0、=1時(shí)，如果觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)為=0、=1，因=0，會(huì)使G1的輸出端次態(tài)翻轉(zhuǎn)為1，而=1和=1共同使G2的輸出端=0；同理當(dāng)=1、=0，也會(huì)使觸發(fā)器的次態(tài)輸出為=1、=0；只要=0、=1，無(wú)論觸發(fā)器現(xiàn)態(tài)如何，均會(huì)將觸發(fā)器置1。4. 不定狀態(tài)。當(dāng)=0時(shí)，無(wú)論觸發(fā)器的原狀態(tài)如何，均會(huì)使=1，=1。當(dāng)脈沖去掉后，和同時(shí)恢復(fù)高

13、電平后，觸發(fā)器的新?tīng)顟B(tài)要看G1 和G2兩個(gè)門(mén)翻轉(zhuǎn)速度快慢，所以稱(chēng)=0是不定狀態(tài)，在實(shí)際電路中要避免此狀態(tài)出現(xiàn)。 搶答模塊電路中顯示譯碼器接的是共陰極的數(shù)碼管，二進(jìn)制譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼的各種狀態(tài)按特定含義翻譯成對(duì)應(yīng)輸出信號(hào)的電路，也稱(chēng)為變量譯碼器。若輸入端有n位，代碼組合就有2n個(gè)，可譯出2n個(gè)輸出信號(hào)。3.1.2定時(shí)電路的設(shè)計(jì)節(jié)目主持人可根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過(guò)預(yù)置的時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，選用同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)。顯示譯碼器74LS48的7，1，2，6引腳接受來(lái)自74LS192的輸出信號(hào)并把它譯碼 顯示在數(shù)碼管上。74LS192的9，10

14、，1，15引腳完成時(shí)間設(shè)定功能，電路中用兩個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)可對(duì)定時(shí)電路進(jìn)行時(shí)間的調(diào)整和設(shè)定。如設(shè)計(jì)定時(shí)30秒，只需把左邊74LS192芯片的1、15引腳所對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)按鈕撥向上端，即接高電平；而9、10引腳對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)按鈕撥向下端接低電平，使得初始時(shí)間設(shè)定為30秒。同理，可完成60秒、90秒的時(shí)間設(shè)定。定時(shí)電路的組成如圖3所示：555芯片完成產(chǎn)生秒脈沖的功能。工作過(guò)程為：搶答開(kāi)始前，74LS192的置數(shù)端為低電位，處于初始狀態(tài)，數(shù)碼管顯示為30。搶答開(kāi)始后，秒脈沖推動(dòng)右邊的芯片開(kāi)始倒記時(shí)，同時(shí)右邊芯片產(chǎn)生的進(jìn)位信號(hào)作為左邊芯片的CP信號(hào)推動(dòng)左邊的芯片倒記時(shí)，完成十進(jìn)制的倒記時(shí)功能。當(dāng)有人搶答后1Q的輸出

15、為1，經(jīng)過(guò)非門(mén)后變?yōu)?，通過(guò)與門(mén)屏蔽了秒信號(hào)，停止記時(shí)，完成顯示搶答時(shí)間的功能。當(dāng)記時(shí)到30秒時(shí)，左邊的芯片產(chǎn)生的定時(shí)到信號(hào)輸出為低電位，也屏蔽了秒信號(hào)，使得數(shù)碼管顯示為00。3.1.3聲響電路的設(shè)計(jì)由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的聲響電路如圖4所示：其中555構(gòu)成多諧振蕩器，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。3.1.4時(shí)序控制電路設(shè)計(jì)圖3定時(shí)電路 圖4 聲響電路時(shí)序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：主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，仍無(wú)人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出聲響，同時(shí)，搶答

16、電路和定時(shí)電路停止工作。根據(jù)上面的功能要求以及圖2和圖3，設(shè)計(jì)的時(shí)序控制電路如下圖5所示。由圖5知，門(mén)U1(74LS11)的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP的放行與禁止，門(mén)U2(74LS00)的作用是控制74LS148的輸入使能端ST。其工作原理是：主持人控制開(kāi)關(guān)從“清零”位置撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，來(lái)自于圖2中的74LS279的輸出1Q=0，經(jīng)U3（74LS04）反相，U3輸出為1，則從555輸出端來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPD時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，來(lái)自于圖3的74LS192的借位輸出端BO2=1，門(mén)U2的輸出ST=0，使74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)

17、現(xiàn)功能的要求；當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q=1，經(jīng)U3反相，U3輸出為0，封鎖CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持狀態(tài)，門(mén)U2的輸出ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能的要求；當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，來(lái)自于圖3的74LS192的借位輸出端BO2=0，門(mén)U2的輸出ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答，門(mén)U1同時(shí)處于關(guān)門(mén)狀態(tài)，封鎖CP信號(hào)，使定時(shí)電路為00狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能的要求。圖5 搶答與定時(shí)的時(shí)序控制電路3.2電路仿真圖3.2.1 搶答模塊電路的仿真如圖6所示：主持人將開(kāi)關(guān)S9打到開(kāi)始處，電路開(kāi)始工作，選手按下第3個(gè)開(kāi)關(guān)，數(shù)碼管顯示數(shù)字3，且二極管發(fā)出紅光。圖6

18、搶答電路仿真3.2.2 定時(shí)模塊電路的仿真如圖7所示：開(kāi)始搶答后，計(jì)時(shí)電路從30秒倒計(jì)時(shí)直到00秒結(jié)束，期間若有選手搶答，則計(jì)時(shí)停止。若計(jì)時(shí)時(shí)間到，則選手搶答無(wú)效。圖7 定時(shí)電路仿真3.2.3 整體電路仿真圖 整體電路仿真如圖8所示，由圖可知電路能夠正常工作。3.3電路元器件參數(shù)的選擇1.74LS48芯片74LS48芯片是一種常用的七段數(shù)碼管譯碼器驅(qū)動(dòng)器，常用在各種數(shù)字電路和單片機(jī)系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)中。顯示譯碼器由譯碼輸出和顯示器配合使用，最常用的是BCD七段譯碼器。其輸出是驅(qū)動(dòng)七段字形的七個(gè)信號(hào)，常見(jiàn)產(chǎn)品型號(hào)有74LS48、74LS47等。圖8 整體電路仿真74LS47譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是低電平有效

19、，所以配接的數(shù)碼管須采用共陽(yáng)極接法；而74LS48譯碼驅(qū)動(dòng)器輸出是高電平有效，所以，配接的數(shù)碼管須采用共陰極接法。下面介紹一下該元件的一些參數(shù)及應(yīng)用技術(shù)等。元件的引腳排列如圖9所示，其功能表如表1所示。圖9 74LS48引腳圖表1 74LS48的功能表圖中，LT為試燈輸入端，低電平有效，用來(lái)檢驗(yàn)數(shù)碼管的七段是否能正常工作。即當(dāng)LT=0時(shí)，輸出ag全為1，七段全亮顯示數(shù)字8，平時(shí)應(yīng)置LT為高電平。RBI為滅零輸入端，低電平有效。即當(dāng)LT=1，BI=1，RBI=0且輸入端DCBA=0000時(shí)，輸出滅零狀態(tài)而不顯示數(shù)字0，平時(shí)RBI處于高平。BI/RBO是輸入輸出合用的引出端。BI是滅燈輸入端，低電

20、平有效。當(dāng)BI=0時(shí)，無(wú)論其他輸入端為何信號(hào)，輸出ag全為0，七段全滅無(wú)顯示。RBO為滅零輸出，該器件處于滅零狀態(tài)時(shí)，RBO=0，否則，RBO=1。2.74LS148芯片 74LS148為8線(xiàn)-3線(xiàn)優(yōu)先編碼芯片，其允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上的編碼信號(hào)。不過(guò)在設(shè)計(jì)優(yōu)先編碼器時(shí)，已經(jīng)將所有的輸入信號(hào)按優(yōu)先順序排了隊(duì)。在同時(shí)存在兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入信號(hào)時(shí)，優(yōu)先編碼器只按優(yōu)先級(jí)高的輸入信號(hào)編碼，優(yōu)先級(jí)低的信號(hào)則不起作用。74LS148是一個(gè)八線(xiàn)-三線(xiàn)優(yōu)先級(jí)編碼器。圖10所示的是八線(xiàn)-三線(xiàn)編碼器74LS148的各引腳排列圖，表2為其真值表。由表可知，只有在選通輸入端=0的條件下，編碼器才能正常工作。而在=1時(shí)，

21、所有的輸出端均被封鎖在高電平。而選通輸出端和擴(kuò)展端用于擴(kuò)展編碼功能。的低電平輸出信號(hào)圖10 74LS148引腳圖表2 74LS148真值表表示“電路工作，但無(wú)編碼輸入”。而的低電平輸出信號(hào)表示“電路工作，而且有編碼輸入”。3.74LS279芯片74LS279芯片是由四個(gè)基本RS觸發(fā)器組成，其引腳排列如圖11所示，功能表如表3所示。 圖11 74LS279引腳排列圖表3 74LS279功能表由功能表可知，當(dāng)、為高電平，R也為高電平時(shí)，輸出保持不變。當(dāng)、為高電平，R為低電平時(shí)，輸出為低電平，即清零。當(dāng)、為低電平，R為高電平時(shí)，輸出為高電平，即置1。當(dāng)、為低電平，R也為低電平時(shí)，輸出狀態(tài)不確定。4.

22、74LS192芯片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)如圖12所示，其功能表如表4所示。圖12（a）引腳排列 圖12 (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，MR為清除端，Q0、Q1、Q2、Q3為輸出端。MR功能1×××清零00××置數(shù)011加法計(jì)數(shù)011減法計(jì)數(shù)表4 74LS192功能表由表可知，當(dāng)清除端MR為高電平“1”時(shí)，計(jì)數(shù)器直接清零；MR置低電平時(shí)，則執(zhí)行其他功能。當(dāng)MR為低電平

23、，置數(shù)端也為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)直接從輸入端、置入計(jì)數(shù)器。當(dāng)MR為低電平，置數(shù)端為高電平時(shí)，執(zhí)行計(jì)數(shù)功能。執(zhí)行加法計(jì)數(shù)時(shí)，減計(jì)數(shù)端接高電平，計(jì)數(shù)秒沖由輸入；執(zhí)行減法計(jì)數(shù)時(shí)，加計(jì)數(shù)端接高電平，計(jì)數(shù)秒沖由輸入。5.555定時(shí)器此次課設(shè)采用555定時(shí)器接成多諧震蕩器，使其產(chǎn)生矩形秒沖信號(hào)作為計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入。555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化原理圖如圖13所示，它由3個(gè)阻值為5k的電阻組成的分壓器、兩個(gè)電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、放電三級(jí)管T以及緩沖器G 組成。定時(shí)器的主要功能取決于比較器的輸出控制RS觸發(fā)器和放電三級(jí)管T的狀態(tài)。圖中Rd為復(fù)位輸入端，當(dāng)Rd為低電平時(shí)，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，輸出Vo為低

24、電平。因此在正常工作時(shí)，應(yīng)將其接高電平。采用555定時(shí)器產(chǎn)生的脈沖源，可以較好的控制脈沖占空比，脈沖頻率等。電路的震蕩周期為T(mén)=T1+T2=(R1+R2)Cln2 震蕩頻率為f=圖13 定時(shí)器內(nèi)部簡(jiǎn)化原理圖由圖可知，當(dāng)5腳懸空時(shí)，比較器C1和C2的比較電壓分別為2/3Vcc、1/3Vcc。當(dāng)VI1>2/3Vcc，VI2>1/3Vcc時(shí)，比較器C1輸出低電平，比較器C2輸出高電平，基本RS觸發(fā)器被置0，放電三極管T導(dǎo)通，輸出端Vo為低電平。當(dāng)VI1<2/3Vcc，VI2<1/3Vcc時(shí)，比較器C1輸出高電平,比較器C2輸出輸出低電平，基本RS觸發(fā)器被置1，放電三極管截止，

25、輸出端Vo為高電平。當(dāng)VI1<2/3Vcc，VI2>1/3Vcc時(shí)，基本RS觸發(fā)器R=1，觸發(fā)器狀態(tài)不變，電路以保持原狀態(tài)不變。表5 555定時(shí)器功能表 輸入 輸出閥值輸入（VI1）復(fù)位Rd觸發(fā)輸入（VI2）輸出（Vo ）放電三級(jí)管T的狀態(tài)×0×0導(dǎo)通>2/3Vcc1>1/3Vcc0導(dǎo)通<2/3Vcc1>1/3Vcc不變不變<2/3Vcc1<1/3Vcc1截止>2/3Vcc1<1/3Vcc1截止四總結(jié)及心得經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)數(shù)字電子電路有了更加深刻的體會(huì)。首先，在設(shè)計(jì)電路之前我們必須要對(duì)電路實(shí)現(xiàn)的功能有一個(gè)清

26、晰的認(rèn)識(shí)，制定出整體的電路結(jié)構(gòu)框圖。其次，再針對(duì)各個(gè)功能設(shè)計(jì)出相應(yīng)的模塊電路圖。就拿智力搶答器來(lái)說(shuō)，我們需設(shè)計(jì)一個(gè)搶答電路實(shí)現(xiàn)選手搶答的功能，定時(shí)電路實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)的功能，聲響電路實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。最后，我們需要對(duì)各模塊電路進(jìn)行分析，通過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路將各模塊電路組合起來(lái)，再經(jīng)過(guò)電路的調(diào)試和修改，最終實(shí)現(xiàn)電路的整體設(shè)計(jì)。其中，控制電路是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)所在，我們必須要認(rèn)真的分析電路，要清楚各種電路元器件的功能，集成芯片各管腳的邏輯功能要明白，其是高電平有效，還是低電平有效等這些都是我們進(jìn)行電路設(shè)計(jì)所必須掌握的基礎(chǔ)知識(shí)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們要懂得運(yùn)用所學(xué)的電路知識(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的進(jìn)行分析，這樣就進(jìn)一步加深了我

27、們對(duì)于書(shū)本上理論知識(shí)的掌握。在設(shè)計(jì)電路時(shí)元器件的選擇也十分重要，這次課設(shè)為了弄懂各集成芯片的功能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，我專(zhuān)門(mén)從圖書(shū)館借了幾本有關(guān)的書(shū)籍，同時(shí)也在網(wǎng)上找了些資料，這樣就有助于我們對(duì)所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行邏輯分析。就比如在設(shè)計(jì)倒計(jì)時(shí)電路時(shí)，計(jì)數(shù)秒沖應(yīng)該是由74LS192芯片的減計(jì)數(shù)端輸入，而加計(jì)數(shù)端應(yīng)該接高電平。這次課程設(shè)計(jì)，我覺(jué)得是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一次鞏固和加強(qiáng)。平時(shí)在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，我們都只是從字面上去理解各芯片的功能和原理，這樣就很難理解的透徹。所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，使我了解了很多元器件的功能，對(duì)其在電路中該如何使用也有了更多新的認(rèn)識(shí)。另外，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們應(yīng)該對(duì)各模塊電路先用Multisim軟件進(jìn)行仿真運(yùn)行，看電路運(yùn)行是否準(zhǔn)確，這樣就能使我們很快地找出問(wèn)題的所在，避免了當(dāng)我們把整