四路抢答器(1).doc

电子技术课程设计报告设计题目： 四路抢答器 专 业 班 级 学 号学生姓名 指导教师 设计时间 教师评分 年 月 日目 录（写完内容后生成目录）1.概述（标题1：黑体，四号，加粗）1.1目的（标题2：宋体，小四号）本次课程设计主要是配合模拟电子技术和数字电子技术理论课程而设置的一门实践性课程，旨在巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。此次通过对数字抢答器的设计，了解了电子技术的基本应用过程及领域，为以后的学习和工作奠定了良好的基础。1.2课程设计的组成部分2. 四路抢答器设计的内容2.1 设计要求1）、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器，每组一个抢答开关；2）、设置一个抢答开始按键，同时设置抢答定时电路，且计时起点与抢答命令同步，计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来，超时而无人抢答题目作废；3）、系统具有第一抢答信号鉴别和锁存功能，主持人发布抢答命令后，第一抢答者按下抢答键后，电路应记下第一抢答者的组别，并封锁其他各组的抢答信号，即其他任何一组的抢答信号都不会使电路响应；4）、系统采用声光指示第一抢答者：用扬声器提示第一抢答者产生；用发光二极管指指示第一抢答者。2.2 系统设计抢答电路用4D触发器（74LS174），二输入四与非门74LS04，四输入双与门；报警电路用上拉电阻，发光二极管和蜂鸣器组合来实现；显示电路用七段共阳极数码管和译码器来实现；时钟电路用555定时器和十进制加减计数器来实现。利用Multisim12对设计的电路进行仿真，可以得到设计要求的结果。74LS174 D触发器为六上升沿D触发器来替代作为实验中的主要器件，此实验中芯片还有两组端口闲置。74LS174 D触发器输出仅有Q没有，为实现功能通过74LS04非门或74LS00与非门来实现。2.2.1 主要芯片介绍74LS174功能表2.2.2 电路分析 1、报警如何实现？由于要求是声光报警，我们采用的是发光二极管和蜂鸣器并联的形式，当有高电平时发光二极管和蜂鸣器同时工作，就实现了声光报警。2、抢答部分如何实现第一抢答者按下抢答键后，电路应记下第一抢答者的组别，并封锁其他各组的抢答信号？首先需要四个独立的按键开关供四位抢答者用，其次要想锁存信号就用4D触发器来实现，最后，要想达到第一抢答者按下抢答键后，电路应记下第一抢答者的组别，并封锁其他各组的抢答信号，我们采用的是四输入双与门来判断是否有人抢答，用一个555定时器构成的多谐振荡器的脉冲与四输入双与门经与门后连到4D触发器的CLK（锁存控制端），由于多谐振荡器脉冲的输入所以电路在不断的扫描是否有人抢答，直到有人抢答后CLK被锁，第一个抢答者的信号也被锁存住，再有其它信号来时4D触发器就不会工作来锁存其它信号了。2.2.3总电路图2.2.4仿真图2.3 仿真结果在电路设计的过程中，用Multisim10仿真各个模块的功能都正常，整体电路的的仿真也能实现，按照仿真电路画DXP的原理图，并且仿真成功。然后成功导入PCB，并正确进行布线，成功制成电路板。3.总结3.1课程设计进行过程及步骤（1）按上述电路图连线，为使电路简单易于排查错误，先不连接数码管和扬声器，仅连接发光二极管LED，通过他们看电路运行结果，其中R_ D由于逻辑开关不够，通过数据开关K1实现。 （2）连接电路后，接通电源，将数据开关K1置于高电平，置零是先将其置于低电平再改为高电平，完成置零，此时，LED应均不亮，然后按下任意逻辑开关，观察对应LED的显示情况，应该达到相应LED亮，其余LED 不变即不亮，此时再按任意的逻辑开关LED都不变化，即达到了一旦一位选手抢答了则其他选手不能再答题的功能。此时说明电路连接正确。（3）加上数码管和扬声器，数码管按如图所示电路连线，连接好后接通电源，并试运行电路，可看见数码管的数字显示和LED显示和逻辑开关相对应，说明至此电路连接正确。断开电源，进入扬声器的连接，按如图所示连接扬声器，接通电源，试运行，若选手抢答，即按下其中一个逻辑开关，则扬声器响，完成所需功能。3.2所遇到的问题，你是怎样解决这些问题的正确安装上元器件后进行电路调试电路出现不正常状态，经检查后发现板子上有一处短线。故障排除后电路正常工作了一次然后又不正常了。然后又进行调试发现电路工作状态不稳定，有些功能时好时坏 ，又经反复调试后经分析发现是4D触发器的问题，它影响倒计时，使得倒计时变快，并且使得抢答失去锁存功能。将4D触发器去掉后倒计时恢复正常，抢答功能也恢复正常。又反复检查电路无误后，经分析我们认为是4D触发器的CLR清零端没有起到清零作用，刚上电Q端就是高电平，就出现声光报警。经多次调试后发现是接触不良造成的，只有多次调节主持人开关才能使电路正常工作。最终没能够稳定的达到设计的要求的效果。3.3体会收获及建议为期两周的课程设计已经结束了，通过这次课程设计，确实让我们学到了很多知识。让我学会了科学地分析实际问题，在与小组成员成员和小组之间交流的过程中，打破了我的思维局限，开拓了视野。在设计和制作的过程中也培养了我认真严谨的态度，因为任何一个环节出错都有可能导致失败。通过数电课程设计让我对数电有了更深的认识，提高了我们的逻辑思维能力，使我们在逻辑电路的分析与设计上有了很大的进步。加深了我们对组合逻辑电路与时序逻辑电路的认识，进一步增进了对一些常见逻辑器件的了解。在这次课程设计中，我们三个人共同努力，共同学习，充分发挥了团队精神，抢答控制电路、定时时间电路和报警电路部分，通过上网、去图书馆、请教老师等途径，为顺利完成我们的任务，起到了非常大的帮助作用。最后我们反复的研究、计算、修改、仿真，成功地把三部分整合在一起，真正的实现了抢答器的完整功能。我们在设计电路时，遇到很多不理解的东西，有的我们通过查阅参考书弄明白，有的通过网络查到，在实践中学习，让我对所学的知识有了更深刻的理解。让我认识到了数电的学习不是纸上谈兵，应该在实践中学习，在学习中联系实际增强自己的动手能力。感谢老师在课程设计中