电子元器件调研与系统设计

电子元器件调研与系统设计报告指导教师评语考勤（10）守纪（10）报告（30）作品（30）答辩（20）总成绩（100）专业电气工程班级电气班姓名学号指导教师1题目八位智力竞赛抢答器2设计目的和任务八位抢答器主要用于智力竞赛或一些需要抢答的场合，数码管须显示出抢先按下抢答器的选手的号码，由专人观察数码显示管可判断出是哪位选手抢先按下抢答按钮，由专人控制整个电路的开关，从而能控制选手是否能够进行抢答，从而能够准确和公平的判断出选手按下抢答器的先后。3市场调研在市场调研以及网上资料的阅读中发现，大部分抢答器使用51单片机或者类似于2268高精度芯片，51单片机连接简单只需输入程序，而且响应迅速，判别精确。2268芯片与我们设计的电路有类似之处但成本过于高。但现实生活中不是所有场合都需要很高精度的抢答器。而且市面上的抢答器售价普遍偏高大概在200到450元不等。相对于市场上的成品我们的作品制作成本小，电路简单并且可以实现抢答功能。毕竟不是所有场合或比赛都需要很高精度的抢答器，所以我们设计的作品有一定的市场。可用于学校或者一些简单抢答的场合。4功能判断出抢先按抢答器的选手，以便于公平准确的判断出实现对主持人提出的问题，各组进行抢答的判断，即判定哪组优先，优先者回答。41所制作的作品用于什么地方、场所，实现什么功能、用途我们制作的作品主要用于一些比赛中的抢答环节，取代最早期的举手回答或者声音抢答。分别用8个按钮S0S7表示。并设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由单独人员制将系统清（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。抢答器具有锁存与显示功能。即抢答开始后，选手按动按钮，锁存相应的编号，并在编号显示器上显示该编号。同时封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到按下复位开关为止。可以基本保证公正公平。5方案作品主要采用74LS148和74LS48与RS触发器实现抢答与自锁功能。主要由抢答按键，优先编码电路，锁存器，译码电路及显示电路组成。51采用什么技术路线和技术本电路主要采用了数字电子技术的相关知识，在总控制电路及抢答电路中主要用数字电路的相关内容。抢答部分主要完成两个功能一是分辨选手按键的先后，并，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效，选用优先编码器74LS148和RS锁存器可以完成上述功能。流程图如图1所示。抢答按钮优先编码器译码电路显示电路控制电路锁存器主持人控制开关图1方案流程图6电路电路总体使用与数字电路相关的门电路和触发器，完成对选手按键先后的判断以及锁存优先抢答者的编号等功能。61电路原理图62电路原理说明八路抢答器的主要体现就是在数码管的显示。选手的号码是07，是在74LS148优先编码器的输入端I0I7体现的。74LS148中的编码电路在无任何输入的情况下输出端全部为高电平输出，输出端全部接在RS触发器的置1端（低电平工作）,Q1接在数码管的消除端（低电平工作），所以初态时数码管数码管消除无显示。当有抢答器按下时触发器对应RS输出相应的电平，当Q1端输出低I0I1I2I3I4I5I6I7SY0Y1Y2YEXYS9761415101112131234574LS1481234567874LS148161514131211109I4I5I6I7SEY2Y1GNDVCCYSYEXI3I2I1I0Y0AB电平时数码管驱动端无效所以电路可正常工作，3号与5号端需要接在高电平上74LS48才可正常工作。再使S0S3依次输入到74LS48的四端中，使74LS48的七个输出端与数码显示管的七个共阴极端相连输出信号显示到数码管上。在电路中由四个RS触发器组成的74LS273起到了当电路锁闭后，保持数码管显示输出不会发生变化的作用，其中Q接入74LS48的RBO端，当抢答完成后YEX输出低电平从而给74LS48提供了工作条件，起到了锁闭以及保持的功能。74LS148如图2所示。图274LS148管脚图7元器件清单名称型号数量芯片74LS1481芯片74LS481芯片74LS279（代替4个RS）1电阻5101电阻10K1开关按钮单刀单掷9数码显示管共阴极1排阻10818总结通过本次课程设计我们对数字电子技术有了一个更为直观的认知，以前只是在学各个芯片电路的特性以及功能引脚，却并不知道每个芯片触发器在实际应用中的作用，通过这次课程设计有了一个全方位感性的学习。就以我们本次作品实现主要功能的74LS148带给我的认知来举例；74LS148电路总有一个SI端口是供给74LS148芯片的电源以及信号输入，我们在课程设计中，需要有锁闭功能，这时用电源处设置的单刀单掷开关切断SI的输入从而切断74LS148的所有功能，从而达到锁闭的功能。在以前的学习中我们只知道当SI输入低电平时芯片工作而输入高电平时不工作；我觉得这就是实际操作与课本知识的结合，从而真正达到学以致用的效果。同时我们还在本次设计中改变了RS以往的工作方法，取消CP的输入，输出端只有一个输出的方法，我们结合自己平时所学习的知识根据电路本身的需要做出改变从而实现功能，这也锻炼了我们大胆创新以及根据所学知识为自身所用的能力。通过这次制作作品也让我们感到了自身很多的不足，例如在使用仿真软件时有些功能以及方法的掌握有一些欠缺，一