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数字电子技术实训,闽南理工学院电工电子实验室,主讲：张琨英,实训 题 目,八路抢答器的设计,目 录,实训目的 八路抢答器的设计任务及要求 整体设计原理与框图 单元电路设计原理及电路图 整体电路调试 元器件清单 实训考核,一、实训目的,1、复习编码器、十进制加/减计数器的工作原理。 2、学会设计小规模逻辑电路图。 3、增强分析、解决问题的能力 4、掌握电子元件焊接的基本技能 5、掌握识别各类电子元件的方法,二、八路抢答器的设计任务及要求,1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 S7表示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。,4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始“键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。 5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 6. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。,二、八路抢答器的设计任务及要求(续),三、整体设计原理与框图,1八路抢答器工作原理 a、 接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间； b、主持人将开关置“开始“状态，宣布“开始“抢答器工作。 c、定时器倒计时，扬声器给出声响提示。,三、整体设计原理与框图（续）,1八路抢答器工作原理 d、选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。 e、当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、 定时器显示剩余时间。 f 、如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除“和“开始“状态开关。,2八路抢答器总体方框图,四、单元电路设计原理及电路图,(1) 抢答器电路 1、该电路完成两个功能： 一是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编号；二是禁止其他选手按键操作无效。,2、工作过程： 开关S置于“清除”端时，RS触发器的 端均为，个触发器输出置，使74LS148的 ST的非等于，使之处于工作状态。当开关S置于“开始“时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出 经RS锁存后，1Q=1, 74LS148处于工作状态，QQQ=101,经译码显示为“。,2、工作过程（续）： 1，使74LS148的 ST的非等于，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时， 74LS148的 ST的非仍为1仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将开关重新置清除,然后再进行下一轮抢答。,74LS148功能表,抢答器单元电路,(2)定时电路 1、工作原理 由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计。,2定时单元电路,(3)报警电路 1、工作原理 由由555定时器和三极管构成的报警电路。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo143（RI2R2）C，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。,2报警单元电路,(4)时序控制电路 1、工作原理 时序控制电路要完成以下三项功能： 主持人将控制开关拨到“开始“位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。 当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。 当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。,2时序控制单元电路,五整体电路调试,1、完成所有器件的导线焊接后首先要对照原理图仔细认真检查一遍，看看有没遗漏的导线没焊好或焊错。 2、如果接上电源后，显示不正常或者不显示，可以用万用表一步一步检查，主要是从集成块的引脚开始，对照正常的时候电势，发现哪一脚不正常，就看看与这一脚相连的电路是否有问题，,五整体电路调试（续）,3、调试过程中，还可以假设其实正常的，经常按一按按钮，再测测看对应脚的电势是否正常，从而可以判断出其中的一部分电路时正常的，再往下一步一步找。 4、数码管上只显示九，任凭怎么按，都没反应，应该检查一下74LS147的10脚是不是接在地上（本应该接高电平，因为第九路输入是不需用的）。,五整体电路调试（续）,5、数码管显示暗，而且数字显示不稳定，用手在焊点上大面积摸一下，数字就会乱变，应检查一下是不是有引脚是悬空的。 6、数码管所显示的输入数字有几个不正常，但是其他的都正常，复位后的0显示不正常，这时要看他是否能锁定与解锁，只要正常，那么就要查一下数码显示电路的连线是不是有接反的情况。,五整体电路调试（续）,7、数字显示不能锁定，只能在按钮不松开情况下显示，这时要检查反相器、或门、8输入与非门、复位开关电路是否工作正常，工作正常的话，可以检查一下为何或门的输入脚总为高电位而不随复位开关信号变化而变化，看看是不是某一脚因为不小心而是其与高电位连接OR短路。 8、数字显示只为0，抢答信号基本上都能实现锁定与解锁但是只显示0，这时查一查是不是有集成块不工作（引脚未接电源OR未接地）。有些按钮按下后，数码管不显示，复位后又能显示0，检查一下是否有集成块的引脚短接。,五整体电路调试（续）,9、输入信号都能输入锁定与解锁，但是显示不稳定，一会儿就会跳显9，检查一下74LS147的10脚是否接触不良（如虚焊等）。 10、数码管只显示0，复位后任显一数字，而且只显示这一数字，只要抢答信号输入后即恢复为0，或者只能显示个别数字，这时尽量从集成块开始查找分析，看其输入与输出是否符合正常的规则，以判断是否是集成块出了问题。,六、元器件清单,1、集成电路74LS148 1片，74LS2791片，74LS483片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。 2. 电阻 510 2只，1K 9只，4.7k l只，5.1k l只，100k l只，10k 1只， 15k 1只