多功能八路抢答器的设计.doc

摘 要本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。数字抢答器由优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。关键字：八路;编码电路;锁存电路;译码电路;显示电路AbstractIn this paper, the electric circuit and designing thought of an answering racer based on the common-used series of 74 IC with 8-wire is introduced, and its function is also described. the electric circuit includes code circuit,touch off circuit, transcode circuit, display tube, competitors press the buttons,the numbers off the competitors show on the display tube.Through arrangement of the wires, arc welding, shakedown test and so on,we can finish the electric circuitKeywords: 8-wire;code circuit; touch off circuit; transcode circuit; display tube引言现在科技越来越发达，人们消费的电子产品也越来越多，所以电子产品在人们生活中占有重要的地位。我们作为电子专业的大学生，对于电子方面的科学文化知识一定要知道，特别是现在信息高速发展的时代，人们对大学生的要求不再是过去的死读书，而是要学会灵活的运用所学到的知识。所以这次实训对我们来说是一个将所学知识运用于实际生活的一个很好的机会。这次实训，我运用了这个学期我们刚学的数电知识，设计了一个抢答器，虽说功能还不是很完善，但已经实现了基本功能。本电路是由这个学期我们所学的器件组成的。有74LS148编码器，74279，七路显示译码器74LS48，共阴极七段数码显示管DPY_7-SEG组成，其中也参考了一些书籍，比如这个学期我们刚刚学过的数字模拟电路基础及其数字模拟电路基础实验指导书等。我之所以选择这个来作为实训题目，是因为:第一，这个电路所用的知识这个学期我们刚学过，影响比较深刻，而且所为学以至用嘛！而现在好多大学生都是死读书，学过的东西，考完试就完完整整的全部还给老师，所以学习，只不过是为了应付考试，4年大学生活下来，除了浪费时间于金钱外什么都没学到，所以我认为现学现用是最好的。第二，这个电路简单易懂，而且实用，所用的元器件都比较便宜，不用投入太大的金钱，比较划算。第三，太难的东西我也不会，而且很难调试，毕竟我是第一次作，不要给自己太大负担，也做不来。这次实训我的确学到了许多东西，所以我希望学校以后能够都組织这类活动，让我们有更多的机会叁与到实践活动中。这样有助于我们的学习。 20077.181 总体设计思路：设计任务与要求：1.1 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。1.2 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。1.3 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，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。 2 基本功能2.1 功能一设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是So、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。2.2 功能二给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。2.3 功能三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，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。3 实现的原理与电路3.1 定时抢答器的总体定时抢答器的总体框图如图1所示，主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。抢答按钮-优先编码电路-锁存器-译码电路-译码显示图一：抢答器的组成框图图1所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，当选手按动按键按钮抢答键，抢答器要完成以下四项工作：优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。3.2 电路设计图2抢答电路抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用。二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器74148和DFF锁存器可以完成上述功能，其电路组成如图2所示。其工作原理是：当主持人控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的端为低电平，输出端（4Q1Q）全部为低电平。于是74LS48的=0，显示器灭灯；74148的选通输入端=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端7. 0输入信号，当有选手将键按下时(如按下S5)，74LSl48的输出=010，=0，经RS锁存器后，CTR=l，=1，74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经74LS48译码后，显示器显示出“5”。此外，CTR=1，使74l48的端为高电平，74LSl48处于禁止工作状态，封锁了其它按键的输入。当按下的键松开后，74l48的为高电平，但由于CTR维持高电平不变，所以74LSl48仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。3.3 以下是各个芯片的功能表及其元件形状74LS148的功能表表2 74LS279的功能真值表74LS279的功能表输入 输出S1S2RQLLLHLDHHDLHHHHLLHHH不变表3 7448的功能表：3.4 以下是各个芯片在PRETEL99SE中的元件库原理图，总的电路原理图和PCB图 4 画原理图，步线，打印，腐蚀，转孔生成板（1）根据设计好的原理图，在PRETEL99中先画好原理图，连好线。（2）画好图检查好电路图无误后，生成PCB文件，然后根据原理图步好局，在布局前应先把焊盘改成80*80MIL，要不焊盘太小，转孔后就没有悍盘焊接了，接着就是要步线了，步线时应尽量短，整齐。接好线后，接着就可以打印，腐蚀，转孔生成板了。（3）找到所需的元器件，接着就可以焊接了，一般从低到高焊接。有调线的一般先焊接调线。注意焊接时应避免烙铁头过长接触元器件以免损坏元器件。5抢答电路检测5.1电路检测第一步：把主持人的控制开关设置为“清除”位置，用万用表检查RS触发器的端为低电平，输出端（4Q1Q）全部为低电平。于是74LS48的4端/BI/RBO=0，显示器灭灯；74LS148的选通输入端，即5端/ST=0，74LS148处于工作状态，74LS48的4脚为0，此时锁存电路不工作。手动按抢答键，电路也不工作，这时按键属于无效状态。输出端（4Q1Q）全部为低电平。 5.2 电路检测第二步：手动把主持人的控制开关拨到“开始”位置，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，74LS148的5/ST端仍然等于0，即抢答器处于等待工作状态，在选手每按抢答键之前低电平，用万用表测74LS148的15/Ys脚应属于低电平，74LS148的14/Yex脚应属于高电平。5.3 电路检测第三步：给8路抢答端口即输入端给上低电平的输入信号，如当有选手将抢答按键按下时（如按下），74LS148的输出=010，=0，经RS锁存器后，74279的输出1Q,即CTR=1，/BI/RBO =1，74LS279处于工作状态，输出端4Q3Q2Q=101，=0，经RS锁存器后，出“5”。此外，CTR=1，使74LS148仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号不会被接收。注意：如果出现与上诉的情况不相符合，应该再检查，分析电路是否设计合理，正确，若原理正确就看一下根据原理图在PRETEL99中接线是否正确。5.4所用元器件列表序号编号名称数量说明174LS148优先编码器1片工作电压5V274LS279触发器1片工作电压5V374LS48七路显示译码器1片工作电压5V4DPY_7-SEG共阴极七段数码显示管1只5LED发光二极管1只6SW弹片开关8只7单刀双置开关1只8R1-R880k电阻8只9R9510 电阻1只结论： 通过这次实训我知道了制作电路板的整个流程设计电路画原理图布PCB图连线打印转印腐蚀