電子系統(tǒng)綜合設(shè)計--八路搶答器設(shè)計匯編

1、電子系統(tǒng)綜合(zngh)設(shè)計八路(b l)搶答器設(shè)計與制作共四十一頁1、根據(jù)(gnj)設(shè)計指標, 確立設(shè)計方案；2、畫出原理框圖；3、選擇元器件,畫出電原理圖；4、根據(jù)電原理圖,設(shè)計印制板的布局、布線；5、根據(jù)電原理圖,焊接電路板；6、測試、驗證、完善設(shè)計。一般(ybn)電子產(chǎn)品設(shè)計流程共四十一頁1、設(shè)計、制作能夠?qū)崿F(xiàn)一下功能的八路搶答器：（1）輸入為八個搶答開關(guān)、一個復位開關(guān)，搶答結(jié)果由LED 數(shù)碼顯示；（2）當無人搶答時，LED數(shù)碼管應(yīng)顯示為0；（3）當某人搶答按下某個開關(guān)時，其輸出應(yīng)顯示相應(yīng)的搶答者的位置編號并保持鎖存，且對于后續(xù)搶答者的搶答請求不予反應(yīng)；（4）下一輪搶答開始時，能夠通過

2、按鍵實現(xiàn)解鎖，解鎖后電路恢復(huf)允許搶答狀態(tài)，進行下一輪搶答；2、擴展系統(tǒng)功能，要求系統(tǒng)在解鎖后進行30秒倒計時，倒計時完畢不能再搶答。設(shè)計(shj)任務(wù)共四十一頁1、所設(shè)計的電路必須存在(cnzi)搶答開關(guān)陣列才能實現(xiàn)搶答功能；設(shè)計(shj)任務(wù)分析2、電路中必須存在能夠顯示搶答結(jié)果的LED數(shù)碼管，該數(shù)碼管在搶答結(jié)束后，應(yīng)當立即顯示對應(yīng)的搶答結(jié)果。搶答器復位后，該數(shù)碼管顯示為“0”，以表明當前狀態(tài)為待搶答狀態(tài)；3、電路中必須存在鎖存電路，以使搶答器在響應(yīng)某個搶答請求后，對后續(xù)搶答者的搶答請求不予反應(yīng)；5、電路中必須設(shè)置一個復位按鍵，使搶答器復位，以便在本輪搶答結(jié)束后，能夠可靠地進入下一

3、輪搶答。4、電路中必須存在編碼電路，以便將搶答者的搶答信息進行編碼，并供顯示電路進行顯示。6、倒計時功能，搶答開始后開始計時，30秒到停止搶答。共四十一頁（1） 開關(guān)陣列(zhn li)電路：搶答輸入八人搶答器原理(yunl)開關(guān)陣列電路電路觸發(fā)鎖存編碼器七段顯示譯碼器數(shù)碼顯示器解鎖電路（2） 觸發(fā)鎖存電路：搶答控制（3） 編碼器：搶答者序號編碼（4） 7段顯示譯碼器：搶答結(jié)果譯碼驅(qū)動（5） 數(shù)碼顯示器：搶答結(jié)果顯示（6） 解鎖電路：本輪搶答后復位，以便進入下一輪搶答共四十一頁1、電路作用搶答者序號顯示電路主要用于顯示搶答者的序號，以便主持人能夠(nnggu)及時了解搶答的情況。搶答者序號顯示

4、(xinsh)電路2、電路組成搶答者序號顯示電路主要由譯碼驅(qū)動電路及數(shù)碼顯示電路組成。在實際電路設(shè)計過程中，譯碼驅(qū)動電路一般可以直接使用專用數(shù)字集成電路，而數(shù)碼顯示電路一般使用七段LED數(shù)碼管。共四十一頁常用的數(shù)字顯示器有多種類型，按顯示方式分，有字型重疊式、點陣式、分段式等。按發(fā)光物質(zhì)分，有半導體顯示器，又稱發(fā)光二極管(LED)顯示器、熒光(ynggung)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。七段數(shù)碼顯示器就是將七個發(fā)光二極管（加小數(shù)點為八個）按一定的方式排列起來，七段a、b、c、d、e、f、g（小數(shù)點DP）各對應(yīng)一個發(fā)光二極管，利用不

5、同發(fā)光段的組合，顯示不同的阿拉伯數(shù)字。LED數(shù)碼(shm)顯示器共四十一頁按照(nzho)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和共陰兩種，具體內(nèi)部電路連接方式如上圖所示。在實際使用時，為了避免LED因為工作電流過大而損壞，一般在COM端與電源（共陽）或地（共陰）之間串連一只限流電阻，該電阻一般為100歐姆（功率一般為0.5W）。共陽共陰LED數(shù)碼管內(nèi)部(nib)電路共四十一頁七段顯示譯碼器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驅(qū)動器，是一種以CMOS制成的中規(guī)模集成電路(jchng-dinl)（Medium-Scale Integrated Circui

6、t，簡稱 MSI），它的功能是將輸入的4位二進制BCD碼轉(zhuǎn)換成顯示器所需要的七段驅(qū)動信號ag，它與共陰極數(shù)碼顯示管配合使用。該芯片為DIP16封裝（Dual in-line Package ，簡稱DIP），其引腳分布如下圖所示：譯碼驅(qū)動(q dn)電路CD4511介紹BCLTVccfgabcdeGNDDLEBLACD4511共四十一頁CD4511真值表911001111001011811111110001011700001111110011611111000110011511011011010011411001100010011311001111100011210110110100011100

7、001101000011001111110000011鎖存*111滅0000000XxXXX0181111111xxxxxx 0顯示gfedcbaABCDLEBCLTVccfgabcdeGNDDLEBLACD4511共四十一頁思考(sko)：依據(jù)CD4511的真值表和共陰LED數(shù)碼管，如何設(shè)計數(shù)碼管顯示電路?LED數(shù)碼(shm)顯示電路設(shè)計共四十一頁LED數(shù)碼(shm)顯示電路檢查圖中是否存在錯誤？同時在進行電路裝配時。注意圖中LED數(shù)碼管的引腳排列順序，如果引腳順序弄錯，將導致LED數(shù)碼管顯示(xinsh)錯誤或者為亂碼。搶答信號編碼共四十一頁1、電路作用編碼電路主要用于依據(jù)搶答者的搶答情況

8、，對其進行編碼，以產(chǎn)生(chnshng)滿足顯示電路所需要的對應(yīng)于搶答者序號的十進制編碼。編碼(bin m)電路2、電路組成在實際電路設(shè)計過程中，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)計中主要采用74LS147作為編碼電路。共四十一頁1、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(shch)為4位十進制編碼。74LS147簡介(jin ji)2、真值表3、芯片引腳共四十一頁1、芯片功能(gngnng)介紹74LS04是DIP14封裝，為6非門電路，可以實現(xiàn)對6路信號取反。74LS04簡介(jin ji)2、邏輯符號3、芯片引腳1Y=1A，

9、其余以此類推。共四十一頁1、芯片使用注意事項在本設(shè)計中，只需要使用8路，因此對多余的一個引腳必須進行處理，結(jié)合該芯片的真值表，對多余的引腳（10腳）進行處理（在數(shù)字電路中對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，在使用時可以不作任何處理。該電路的輸出為十進制編碼的反碼，為了確保(qubo)譯碼顯示電路能夠正確譯碼及顯示，在實際電路中還需要對該電路的十進制編碼輸出端進行取反處理，一般在其每個輸出端接一個非門即可。編碼器電路設(shè)計2、編碼(bin m)電路搶答信號輸入搶答者序號編碼輸出共四十一頁1、電路作用鎖存電路主要用于對搶答者的搶答

10、信息進行(jnxng)鎖存，以確保電路只響應(yīng)一位搶答者的搶答請求。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，以便能夠進入下一輪搶答。鎖存及解鎖電路(dinl)2、電路組成在實際電路設(shè)計過程中，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)取決于電路的當前輸入狀態(tài)，還與電路的上一個狀態(tài)有關(guān)，稱為時序邏輯電路（前面介紹的為組合邏輯電路）。在本設(shè)計中采用74LS373作為鎖存電路。 解鎖電路主要對鎖存器的控制端進行控制，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（借助于或門電路實現(xiàn)）。共四十一頁1、芯片(xn pin)功能介紹

11、74LS373是DIP20封裝，8路鎖存器，三態(tài)輸出（0，1，高阻）。74LS373簡介(jin ji)4、內(nèi)部結(jié)構(gòu)2、芯片引腳3、功能表共四十一頁1、芯片功能介紹(jisho)74LS30是DIP14封裝，8輸入與非門。74LS30簡介(jin ji)5、內(nèi)部結(jié)構(gòu)2、芯片引腳3、功能表4、邏輯關(guān)系共四十一頁1、芯片(xn pin)功能介紹74LS32是DIP14封裝，4-2輸入或門集成電路。74LS32簡介(jin ji)5、內(nèi)部結(jié)構(gòu)2、芯片引腳3、功能表4、邏輯關(guān)系共四十一頁1、電路設(shè)計注意事項為可靠地實現(xiàn)(shxin)鎖存器的鎖存功能，需要對鎖存器的使能端進行控制，主要借助于搶答信號對7

12、4LS373的使能端進行控制（依據(jù)74LS373 的11腳的控制特性，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，通過外電路產(chǎn)生一個高電平和搶答鎖存信號相或之后控制74LS373 的11腳。鎖存及解鎖電路設(shè)計2、鎖存及解鎖電路(dinl)搶答開關(guān)信號搶答信號共四十一頁1、電路作用開關(guān)(kigun)陣列電路主要用于對提供搶答者搶答手段，該電路產(chǎn)生搶答開關(guān)(kigun)信號，為鎖存電路提供搶答開關(guān)(kigun)信號。開關(guān)(kigun)陣列電路2、電路組成結(jié)合實際要求，該電路主要由開關(guān)及上拉電阻構(gòu)成。共四十一頁1、電路設(shè)計注意事項結(jié)合(jih)鎖存電路及編碼電路的要求，在待搶

13、答狀態(tài)時，開關(guān)陣列電路提供高電平信號，在搶答者搶答時，對應(yīng)的搶答信號應(yīng)當為低電平。開關(guān)(kigun)陣列電路設(shè)計2、開關(guān)陣列電路搶答開關(guān)信號共四十一頁結(jié)合(jih)整體電路框圖，設(shè)計整體電路并繪圖。繪圖時不要忘記集成電路的電源及接地引腳的正確連接。整體(zhngt)電路設(shè)計共四十一頁整體(zhngt)電路（錯誤）共四十一頁整體(zhngt)電路（正確）共四十一頁元器件清單(qngdn)名稱型號（規(guī)格）數(shù)量按鍵不帶鎖8集成電路74LS373174LS30174LS32174LS041CD4511174HC1471LED數(shù)碼管單字共陰1電阻100/0.25W110K/0.25W8510/0.25W

14、1集成電路插座DIP143DIP162DIP201DIP241共四十一頁1.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色）2.做到橫平豎直，緊貼PCB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路插座即可。3.線與線不能交叉。4.盡可能不要在焊接面布線。5.焊點均勻飽滿(bomn)，不虛焊、不漏焊。6.按鍵及LED數(shù)碼管的放置要符合常規(guī)使用習慣。PCB布線(b xin)及裝配注意事項共四十一頁作品(zupn)PCB布線（一）共四十一頁作品(zupn)PCB布線（二）共四十一頁作品(z

15、upn)PCB布線（三）共四十一頁作品(zupn)PCB布線（四）共四十一頁作品(zupn)PCB布線（五）共四十一頁1.首先裝配譯碼驅(qū)動及顯示電路(dinl)，并完成該部分電路(dinl)的測試；電路裝配及測試(csh)流程2.裝配譯碼電路，并完成該部分電路的測試；3.開關(guān)陣列、鎖存及解鎖部分，并完成該部分電路的測試。共四十一頁 在電子制作中，元器件的連接處需要(xyo)焊接。焊接的質(zhì)量對制作的質(zhì)量影響極大。所以，學習電子制作技術(shù)，必須掌握焊接技術(shù)，練好焊接基本功。1.焊接(hnji)準備: 清理工作臺、準備好焊料、焊劑、鑷子、剪刀等必備工具.特別是準備好烙鐵。(功率合適、調(diào)整好電烙鐵的溫度

16、、使烙鐵頭始終處于吃錫狀態(tài))焊接準備共四十一頁 1)元器件引出(yn ch)腳上錫。 2)手工焊接(hnji)的基本步驟。焊接過程共四十一頁焊接(hnji)要求共四十一頁焊接(hnji)要求共四十一頁1、當無人搶答器，數(shù)碼管應(yīng)顯示“0”。2、18開關(guān)(kigun)分別按下時分別有“18”的數(shù)碼顯示，并有鎖存功能。3、具有解鎖功能，當按下解鎖健時，八人搶答器應(yīng)能解鎖。 電路(dinl)調(diào)試共四十一頁一、前言二、八人搶答器的設(shè)計與制作 1、八人搶答器的設(shè)計指標 2、八人搶答器的工作原理(yunl) 3、八人搶答器的器件選擇 4、測試記錄 5、出現(xiàn)問題、解決方法、分析原因三、數(shù)字電路課程設(shè)計小結(jié)課程設(shè)計報告(bogo)格式共四十一頁內(nèi)容摘要電子系統(tǒng)綜合設(shè)計。4、根據(jù)電原理圖,設(shè)計印制板的布局(bj)、布線。1、設(shè)計、制作能夠?qū)崿F(xiàn)一下功能的八路搶答器：。（1）輸入