數(shù)字電路與邏輯設(shè)計綜合設(shè)計

數(shù)字電路與邏輯設(shè)計綜合設(shè)計課題14人智力競賽搶答器課題2數(shù)字頻率計

課題3汽車尾燈控制電路1課題14人智力競賽搶答器設(shè)計一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器，具體要求如下：1、4名選手編號為；1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應，也分別為1，2，3，4。

2、給主持人設(shè)置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（編號顯示、數(shù)碼管熄滅）和搶答的開始。

3、搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在編號顯示器上顯示該編號，揚聲器給出音響提示，同時封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。

一、設(shè)計內(nèi)容及要求：2一、設(shè)計內(nèi)容及要求：4、搶答器具有定時（9秒）搶答的功能。當主持人按下開始按鈕后，要求定時器開始倒計時，并用定時顯示器顯示倒計時時間，同時揚聲器發(fā)出音響，音響持續(xù)0.5秒。參賽選手在設(shè)定時間（9秒）內(nèi)搶答有效，此時揚聲器發(fā)出0.5秒音響，同時定時器停止倒計時，顯示器上顯示選手的編號，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。

5、如果定時搶答時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。系統(tǒng)揚聲器報警（音響持續(xù)0.5秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。

3二、系統(tǒng)原理框圖秒脈沖發(fā)生器計時器譯碼器顯示器訊響器主持人鎖存器編碼轉(zhuǎn)換電路譯碼器訊響器顯示器選手脈沖發(fā)生器4三、工作原理電路由脈沖產(chǎn)生電路，鎖存電路，編碼及譯碼顯示電路，倒計時電路和音響產(chǎn)生電路組成。當有選手搶答時，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經(jīng)4線7段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上，同時產(chǎn)生相應的音響效果。主持人按開始鍵時，倒計時電路啟動由9計到0，如有選手搶答，倒計時停止。

5四、

單元電路設(shè)計參數(shù)計算及元器件選擇1.顯示電路此電路是以BCD-7段譯碼器和LED數(shù)碼顯示管構(gòu)成。電路如下圖：6四、

單元電路設(shè)計參數(shù)計算及元器件選擇2.編碼電路編碼器的作用是把鎖存器的輸出轉(zhuǎn)化成8421BCD碼，送給7段顯示譯碼器。其真值表為：

鎖存器輸出編碼器輸出Q4Q3Q2Q1DCBA00010001001000100100001110000100可得邏輯函數(shù)如下：7ABCD封鎖電路編碼電路8四、

單元電路設(shè)計參數(shù)計算及元器件選擇3.脈沖產(chǎn)生電路該電路的作用是產(chǎn)生觸發(fā)器所需的CP脈沖，由于電路對脈沖的精確度要求不是很高，所以采用555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，電路及波形如下圖所示：

R1R2C1T1T29四、

單元電路設(shè)計參數(shù)計算及元器件選擇4.鎖存器電路該電路的作用是捕捉按鍵按下的階躍信號并鎖存。電路如下圖所示：

如何提高捕捉按鍵的精度？10四、

單元電路設(shè)計參數(shù)計算及元器件選擇5.倒計時顯示電路該電路使用十進制計數(shù)器74LS190，主持人宣布開始時，按下按鈕，同時使計數(shù)器置數(shù)為“9”，在脈沖作用下開始倒計時并在顯示器上顯示，直到零時停止。電路圖如下所示：如何使計數(shù)器計到0時自動停下來？如果需要顯示十位數(shù)如何進行設(shè)計？11四、

單元電路設(shè)計參數(shù)計算及元器件選擇5.倒計時顯示電路遇“0”自停計數(shù)控制電路。12四、

單元電路設(shè)計參數(shù)計算及元器件選擇6.音響電路13五、總電路圖

14五、總電路圖幾點說明：封鎖鎖存器時鐘脈沖的條件：當有人搶答即74LS175有輸出；計數(shù)器計到零時。音響電路發(fā)出聲響的條件：主持人按下開關(guān)宣布競賽開始、有選手搶答和計數(shù)器計到“0”時。實現(xiàn)該電路的方案有多種，如使用不同的門電路和觸發(fā)器、使用PLD、使用MCU等均可實現(xiàn)。15五、總電路圖存在問題和改進措施：不適用于大于4人的競賽，如何擴展？音響電路發(fā)出聲響單一，如何改進？搶答控制精度太低，如何提高？搶答定時時間太短，如何延長？若用于競賽現(xiàn)場，還有那些問題需要考慮？16六、系統(tǒng)接線圖搶答控制器計時搶答7726電源電路217七、應注意的工程問題元器件選擇和購買：要考慮功能、性能指標、價格。例如譯碼器的選擇主要考慮其輸出電平與LED顯示器的連接方式是否匹配；譯碼器輸出端的最大輸出電流，是否大于LED段的工作電流；哪里可以買到，價格是否最優(yōu)等。是否要求較低的顯示功耗，若需要就必須考慮分時顯示驅(qū)動方式；如果要求音響的聲音較大，也需要考慮增加功率驅(qū)動；如果對音質(zhì)有要求，可以采用音樂IC或可讀寫的語音IC；18七、應注意的工程問題abcdefg共陽abcdefg共陰如何選擇？如何連接？19七、應注意的工程問題供電電壓、功率和電源的電路形式要根據(jù)實際需要合理選擇；若電源選擇不當，往往會導致系統(tǒng)性能下降，甚至不能正常工作；印刷電路板的設(shè)計要遵循布線規(guī)則；盡可能等所有元器件（特別是特殊元器件）全部到位后才開始布板；IC插座、接插件盡量少用，系統(tǒng)設(shè)計模塊化，盡量減少板件和板件之間的連接線數(shù)量，注意根據(jù)信號的類型正確選擇合適的導線。安裝、焊接技術(shù)一定要熟練掌握，盡可能做到準確無誤，不假焊、不虛焊；正確選用濾波電路是電路穩(wěn)定工作的重要條件。20七、應注意的工程問題調(diào)試時先單元后全局；單元電路調(diào)試時，往往需要根據(jù)系統(tǒng)的實際情況創(chuàng)造輸入、輸出測試條件，模仿全局環(huán)境，以獲得盡可能接近工程實際的工作條件。進行全局（或系統(tǒng)）調(diào)試時，注意整合各單元電路的資源，在不影響系統(tǒng)功能的前提下，盡可能簡化電路結(jié)構(gòu)；正確選擇和使用測量儀器，注意直流和交流、模擬和數(shù)字、高頻和低頻、正弦波和非正弦波的區(qū)別；注意儀器的準確度是否滿足測量精度的要求；能用集成電路的不用分立元器件，能用數(shù)字電路不用模擬電路，能用智能芯片不用通用芯片；在條件允許的情況下，盡可能使用現(xiàn)成的功能模塊。21八、參考文獻[1]康華光主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分），高等教育出版社[2]蔡聲鎮(zhèn)、吳允平主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)實踐（技能篇），福建科技出版社[3]蔡聲鎮(zhèn)、吳允平主編，電子技術(shù)基礎(chǔ)實踐（實驗篇），福建科技出版社[4]/[5]/[6]/[7]/22課題2數(shù)字頻率計

一、設(shè)計內(nèi)容及要求：要求設(shè)計一個簡易的數(shù)字頻率計，其信號是給定的脈沖信號，且比較穩(wěn)定的。

1.測量信號:矩形波；

2.

測量頻率范圍:1Hz~9999Hz;10KHz~10MHz;

3.顯示方式:4位十進制數(shù)顯；

4.

時基電路由555定時器及分頻器組成,555振蕩器產(chǎn)生脈沖信號,經(jīng)分頻器分頻產(chǎn)生的時基信號,其脈沖寬度分別為:1s,0.1s;5.當被測信號的頻率超出測量范圍時,報警.

23被測信號計數(shù)器鎖存器譯碼器邏輯控制電路顯示器時基電路閘門TN鎖存信號請零信號二、設(shè)計思路及原理24課題3汽車尾燈控制電路

一、設(shè)計內(nèi)容及要求本課題設(shè)計一個汽車尾燈的控制電路。該電路由四個電鍵控制，分別對應著左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車和檢查功能。當接通左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)電鍵時，左側(cè)或右側(cè)的3個汽車尾燈