四人抢答器实验报告.doc

数字逻辑与数字电路课程设计 课题名称：_智力竞赛抢答器装置_ 学院：_电信学院_ 老师：_张振亚_ 姓名：_陈来来 卢阳 韦黍_ 日期：_2014年4月17日_目录一、 技术要求二、 元件清单列表三、 总体设计方案四、 抢答器电路五、 整体电路及原理解说六、实验总结一、 技术要求：设计任务：设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。 主持人出题。选手抢答，选手抢答后，抢答器的LED发出信号，其它选手无法进行抢答，然后抢答者开始回答问题，主持人控制归零，下一个问题，继续抢答。设计要求：(1)4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，该选手前的LED发出信号，则禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 (4)如果抢答时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。主持人会认为本次答题无效，清零后继续抢答。二、 元件清单列表74LS175 2个74LS00 3个、74LS20 2个、74LS74 4个555 2个LED 8个5V电源4个、三、 总体设计方案：其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于锁闭状态，LED灭灯，主持人将开关置开始状态，宣布开始抢答器工作。选手抢答，抢答器完成：优先判断、编号锁存、当一轮抢答之后，禁止二次抢答、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。四、 抢答器电路如图2，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LED灯会显示出抢答者；二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程：使用74LS175芯片作为选手的信号输入端。开关S5在主持人手中又来控制芯片的置零。当开关断开是触发器Q4Q3Q2Q1=0000.其后的元件均不工作。当主持人按下S5后，74LS175工作，假设此时1号选手抢答，则芯片输出Q4Q3Q2Q1=1110,此时74LS20产生一个高电平通过两个非门使发光二极管点亮，提示抢答成功，Q4Q3Q2Q1=0001,使位于Q1上的发光二极管亮起提示一号抢答成功。根据输入输出真值表的关系写出逻辑式后接入74LS00进行编码。为保证实验的顺利进行，我们仍需要一个锁存电路来保持工作状态的锁定。即在74LS175的始终脉冲端接一与非门的输出端，输入端分别接时钟信号与第一个非门的输出信号，则当有人抢答时，第一个非门的低电平将时钟输入锁定在高电平，则其他人抢答无效。五、 整体电路图及原理解说 1.当主持人按下开始按钮时，选手开始抢答,当有任何一个选手按下按钮时信号被锁存,光二极管亮起，其他选手按下无效,抢答者面前的发光二极管亮起,禁止其他选手抢答。主持人再置为开始状态,其他选手才可以继续抢答,倒计时从新倒计,进入下一个抢答状态. 2.当无选手按按钮是,此时零点到的信号将锁存,选手再按下按钮无效,同样只有当主持人清零后再置为开始状态,其他选手可以继续抢答。六、 实验总结调试过程出现的问题，及解决情况：1. 初始调试时发现四盏灯全亮以及数码管显示混乱，经用万用表检测发现有少焊线路及虚焊，补齐后电路工作正常，功能完整。 心得体会及其他：1.首先对用锡焊电路板技术有了进一步的提升。再通过这次数电设计性实验，我学习了四人抢答器的电路构造。在实验过程中加深了对它的理解。对电路功能区域的划分及设计实现功能内容有了一些自己的理解。 2.设计时自身的知识不足，需参考网络资料，通过整合网络上的资料，将各个芯片的管脚及功能正确的引入电路中。通过这样一个过程，自己学会了解决问题的方法和途径。 3.本次实验，让我从课本上一些模糊