《数电课程设计个人报告》通信专业-模板.doc

数 字 电 路 课 程 设 计课程总结报告题 目8路抢答器学 院电子信息工程学院专 业通信工程姓 名学 号所在小组编号姓名学号电话组 长成 员2014年7月7日安徽大学电子学院通信工程系目录课程总结报告1一、8路抢答器3二、设计方案3（1）总体方案设计3（2）总电路框图4（3）各模块设计方案及原理说明5三、硬件电路设计和实验效果：7（2） 硬件电路简要说明8（3）最终实验测试结果图和分析81、仿真测试结果如下：8四、总结：9附件111一、8路抢答器基本要求：主要完成的功能是实现8路选手抢答并进行锁存，同时有相应发光二极管点亮和数码显示。 （1）分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示抢答者的编号编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；（2） 禁止其他选手按键，其按键操作无效。提高要求推荐：具有复位(LED显示器自动清零灭灯)、开始抢答等按钮；给电路增加声音提示功能，当有人抢答成功时发出约0.5秒“嘀”的声音信号；具有违规抢答报警功能，即当未开始抢答（抢答灯不亮）时按下抢答键视为违规，有人违规时发出“嘀、嘀”的报警声，同时数码管闪烁显示违规者号码。译码显示数据锁存器8线-3线优先编码器门控电路开关电路按键输入图（1）逻辑框图二、设计方案（1）总体方案设计总体框图如下，通过主持人的输入信号来控制整个电路的运行（即通过控制74LS148的选通输入端和控制RS触发器的输入信号），首先通过限流电路来是的每一位选手在抢答的时候可以将自己的抢答信息转化为低电平信号，进而输入74LS148的八个输入端口，从而得到编码成为三位二进制数。同时借助主持人电路的控制的RS触发器作用，封锁74LS148，使其没有优先编码功能，保障了最先输入的信号进入74LS48（或者是CD4511）中。最后的步骤是将选手编号转换来的三位二进制码送入到74LS48和数码显示器中译码，从而将选手编号所对应的三位二进制码转化为十进制的数字显示出来。除此之外，我们还增加了一个附加电路，也是将74LS48的输出信号，通过74LS138进行编译，使得选手所对应的发光晶体二极管处于导通状态（这里的电阻也是为了起限流作用，使得发光二极管正常工作）。这是一个预备电路，一旦数码显示器的电路工作异常，可以通过这个电路进行补偿。补充说明：因为是八路抢答，所以刚好可以用三位二进制数来表示，从000、001、010、011、100、101、110、111分别对应表示这一到八位选手，所以通过数码显示器输出后的显示对应的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7。图（2）抢答器总框图基本功能：1、 抢答器同时供8名选手或8个代表队参加比赛；2、 电路拥有开关控制功能和数据清零功能，该开关只能由主持人控制；抢答器具有锁存功能即选手按动按钮，锁存相应的编号，之后其他选手按键被禁止。 3、附加的一个电路用于备用，防止数码显示器工作异常时，可以通过显示亮的发光二极管的编号来判断选手的编号。（2）总电路框图图（3）总电路图（3）各模块设计方案及原理说明1、编码电路（74LS148：编码器）图（4）编码电路 当选手抢答时，按下开关键，则所对应的电路导通，使其所对应的输入信号为低电平，通过74LS148获得一个三位二进制数的编码。2、 控制电路（74LS279：锁存器）图（5）控制电路 当主持人按下开关之后，选手的抢答信号得以进入译码器中，与此同时，通过RS触发器使得编码电路处于非工作状态，阻止有后来的选手按下开关后由于74LS148优先编码特性失去比赛的公正性。3、 译码电路（74LS48：七段译码器、74LS138：译码器）图（6）译码电路 将编码器送来的三位二进制数译码到数码显示器，使其转化为选手的编号，备用电路是为了在数码显示器工作异常的时候，使其三位二进制数转换为所对应的十进制序号，通过发光二极管的亮来体现。 工作原理：主持人的控制开关出于“清零”状态的时候，锁存器的两个RS触发器R非端为0，输出端Q(1)、Q(2)、Q(3)、Q(4)全为0，于是七段译码器BI非为0，显示灯不亮。74LS148的选通输入端ST=0,74LS148则处于工作状态，因此锁存电路不工作。当主持人按下开关，显示灯（其中一个特定表示抢答是否开始的发光二极管）亮，抢答开始：优先编码电路和锁存电路开始工作，等待选手们的输入信号，当有选手按下开关，例如选手3,74LS148的输出Y(2)非Y(1)非Y(0)非为=100，Yex非为0，经过RS锁存器后，CTR=1，BI非为1，锁存器处于工作状态，Q(4)Q(3)Q(2)=011，经过七段译码器后，显示器出“3”，经过译码器后在3号发光二极管亮，表示3号选手抢答成功。除此之外，CTR=1，使得74LS148的ST非端为1，则74LS148处于不工作状态，封锁其他选手信号的输入。即使按键松开，74LS148的Yex非=1，但由于为CTR=1，因此74LS148仍处于截止不工作状态，封锁其他选手信号的输入。等待主持人进行下一次的抢答指令。序号类型名称型号数量作用1芯片74LS1481优选编码器：将选手编号编成三位二进制码274LS2791锁存器：使得只有一个输入信号，阻止优先编码374LS1381译码器：使得选手对应的发光二级管亮，抢答成功474LS481译码器：将选手的二进制代码翻译成十进制数字5开关SW-SPST-MOM9弹簧式开关：用于抢答6二极管LED9发光二极管：显示抢答开始7电阻RES/10K10对开关起限流作用8RES/4701限流作用9RES/33016对数码管,二极管限流10导线导线若干单股细单线11显示器7SEG-COM-CAT-BLUE1数码管显示器：显示选手的十进制编号三、硬件电路设计和实验效果：图（7）元件清单（2） 硬件电路简要说明一开始，因为不知道后来是可以考试周结束后三天内结束，所以一开始我们用的是传统的直接焊导线的方法来焊电路，最后的调试情况很不理想。因此，后来借鉴电子专业的同学的插线是焊接方法，需要注意的是，某些理论上可以用到的电阻，实践操作时只能用现有的电阻近似代替。基本轮廓和理论的设计电路图是一样的。是输入选手编号编译为三位二进制代码控制电路译码电路显示器。（3）最终实验测试结果图和分析1、仿真测试结果如下：图（8）仿真效果图分析：选手四（对应编号为3）,74LS148的输出Y(2)非Y(1)非Y(0)非为=100，Yex非为0，经过RS锁存器后，CTR=1，BI非为1，锁存器处于工作状态（同时使得编码器处于非工作状态，阻止其他优先级的选手抢答），Q(4)Q(3)Q(2)=011，经过七段译码器后，显示器出“3”，经过译码器后在第四号发光二极管亮，表示四号选手抢答成功。如果有人在比赛还没开始前就抢答，则视为违规，一号发光二极管亮，显示选手犯规。 2、实际测试电路：经过调试，我们除去了74LS138这条支路。分析：选手八（对应编号为7）,74LS148的输出Y(2)非Y(1)非Y(0)非为=000，Yex非为0，经过RS锁存器后，CTR=1，BI非为1，锁存器处于工作状态（同时使得编码器处于非工作状态，阻止其他优先级的选手抢答），Q(4)Q(3)Q(2)=111，经过七段译码器后，显示器出“7”，表示八号选手抢答成功。 图（9）实际调试成果四、总结：1、小组工作中自己做的具体工作： 分析和检查设计的电路，电路的仿真，负责整理小组总结报告，拟写报告书。2、 收获： 通过这次课程设计，自己的软件操作能力和理论思维得到了提高，对于队友硬件的焊接技术的优点借鉴了一些。同时，在系统仿真的时候发现问题，需要逐个排查，需要足够的耐心，做事严谨，养成这样的好习惯很不错。这个项目是需要团队合作的，团队精神很重要，虽然有时会有一些意见分歧，但是协调好了也就解决了。组内人员按照各自所长进行分工，这样的效率会很高，时间和效率的观念很重要。最后，是对于专业知识从理论的层面上扩展到了实践上，身为工科的学生，理论与实际必须两手抓，这样方能更好的掌握知识。3、 体会和建议：说实话，这是第三次做课程设计，前几次是软件，这次是软硬件都有，所以一开始没有什么信心，后来仿真出来了就好多了，相