09级电子课程设计报告模板[1]

1、2009级学生电子技术课程设计 浙江科技学院电子技术课程设计报告书课题名称智能数字抢答器的设计院、系、部自动化与电气工程学院专 业电气工程及其自动化班 级091姓 名林国君学 号109032027指导教师郑玉珍、张震宇、于爱华、瞿晓2011年 06 月 28日1.设计任务及要求：设计任务：1、设计一个5V稳压电源，用于给抢答器电路供电；2、设计一个具有锁存与显示功能的8人抢答逻辑电路。要 求： 基本要求：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。扩展要求：4. 抢答器具有

2、定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。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。2日程安排：电子课程时间：6月28日-7月7日，共10天。日期时间地点内容6月28日上午10：45-11：30A2-118电子课程设计动员会6月28日下午1：30-4：30C2-426各小组领取工具及材料6月29-7月6上午8:00-11:30下午1：30-4：30C2-426学生三人一小组完成设计任务，指导老师答疑解难7月7日上午8：30开始C2-502电子课程设计答辩，各小组展示设计成果，回答老师提问。每位

3、同学递交纸质报告。3.参考文献1 康华光. 电子技术基础. 北京：高等教育出版社，1999年2 彭华林等编. 数字电子技术. 长沙：湖南大学出版社，2004年 3 金唯香等编. 电子测试技术. 长沙：湖南大学出版社，2004年4 侯建军. 数字电路实验一体化教程. 北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2005年5 阎石. 数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社，2001年6 赵春华、张学军.电子技术基础仿真实验. 北京：机械工业出版社出版社，2007年指导教师：郑玉珍、张震宇、于爱华、瞿晓 2011年6月28日 智能数字抢答器的设计1 设计目的（1）熟悉集成电路的引脚安排。（2）掌握各

4、芯片的逻辑功能及使用方法。（3）熟悉实验板的使用，学习电路合理布局。（4）了解数字抢答器的组成及工作原理。（5）熟悉数字抢答器的设计与制作。2 设计思路（1）设计抢答器电路。（2）设计可预置时间的定时电路。（3）设计报警电路。 （4）设计时序控制电路。3 设计过程 3.1方案论证数字抢答器总体方框图如图1所示。图 1 数字抢答器框图其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。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、

5、扬声器提示。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。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。3.2电路设计抢答器电路如图2所示。图2 数字抢答器电路集成电路: 74LS1481片，74LS2791片，74LS483片，74LS1922片，NE5552片，74LS001片，74LS1211片。电 阻: 5102只，1K9只，4.7kl只，5.1kl只，100kl只，10k1只，15k1只， 68kl只。电 容 : 0.1uF1只，10 uF2只，100 uF1只。三极管: 3DG121只。其 它: 发光二极管2只，共阴极显示器3只。该电路完成两个功能：一

6、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。图 3 可预置时间的定时电路工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的端均为，4个触发器输出置，使74LS148的，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，=1，74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经译码显示为“5”。此外，1Q，使74LS148，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的此时由于仍为1Q，使，所以74LS148仍处于禁止状态，确

7、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于“清除”然后再进行下一轮抢答。 定时电路如图3所示。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。报警电路如图4所示。由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo1.43/（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。图 4 报警电路时序控制电路如图5所示。时序控

8、制电路是抢答器设计的关键，它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。图中，门G1 的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输人使能端。图5的工作原理是：主持人控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时，来自图 2中的74LS279的输出 1Q=0，经G3反相， A1，则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定

9、时时间未到时，则“定时到信号”为 1，门G2的输出=0，使 74LS148处于正常工作状态，从而实现功能的要求。当选手在定时时间内按动抢答键时，1Q1，经 G3反相， A0，封锁 CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出=1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能的要求。当定时时间到时，则“定时到信号”为0，=1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时，门G1处于关门状态，封锁 CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能的要求。集成单稳触发器74LS121用于控制报警电路及发声的时间。图 5 时序控制电路4系统调试与结果（1）组装调试抢答器电路。步骤

10、(1)检查电路，将安装好的抢答器和电路原理图对照检查下列内容： a检查各级晶体管的型号，安装位置和管脚是否正确； b检查各级中周的安装顺序，初次级的引出线是否正确； c检查二极管、三极管、电解电容的引线正、负接法是否正确； d.作一些基本的调试，如有无虚焊、错焊、漏焊、多焊等； (2)把应该固定的地方牢固的封住； (3)把焊接好的电路板与外壳组装；（2）可预置时间的定时电路，并进行组装和调试。当输人1Hz的时钟脉冲信号时，要求电路能进行减计时，当减计时到零时，能输出低电平有效的定时时间到信号。具体组装及调试步骤（3）调试报警电路。 具体组装及调试步骤（4）定时抢答器的联调，注意各部分电路之间的

11、时序配合关系。然后检查电路各部分的功能，使其满足设计要求。具体组装及调试步骤5主要仪器与设备数字电路实验箱 或 EDA 软件MAX PLUS集成电路 74LS1481片，74LS2791片，74LS483片，74LS1922片，NE5552片，74LS001片，74LS1211片。电 阻 5102只，1K9只，4.7kl只，5.1kl只，100kl只，10k1只，15k1只， 68kl只。电 容 0.1uF1只，10 uF2只，100 uF1只。三极管 3DG121只。其 它 发光二极管2只，共阴极显示器3只。6设计体会与建议 6.1设计体会每位同学在设计调试过程中遇到的问题，解决的方法及体会

12、。要求1000字左右。（这部分要求每位同学独立完成，如有雷同，全部作不合格处理。）通过对数字抢答器的设计和制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于抢答器的基本原理和设计理念，设计一个电路首先要仿真成功之后再实际操作接线，但最后的成品却不一定和仿真时的完全一样。因为实际接线后的电路板中的接线有各种各样的条件制约着。而且，在仿真时无法成功的接法，在实际接线中因为芯片的特性可能会成功。所以，在设计电路时，应考虑两者之间的差异来寻求最佳设计方法。在设计的555构成多谐振荡器输出的方波信号，由于电路使用的电容元件，随着实验室的温度变化，输出信号的频率也发生变化，这也是造成误差的一个原因。为了在验

13、收的时候提高测量的准确性，在测量前要调整电位器，把产生的方波信号接示波器，测量其输出频率，调节电位器，使输出的信号非常接近10Hz，达到在后面的测量中减少误差的作用。在调测计数显示电路的时候，数码显示管一个都不亮，我感到很奇怪，经过同组同学的检查才知道原来还有几个电阻焊漏了。经过再一次的焊接和检查，显示电路终于成功了。在完成预置数公布功能时，由于multisim里的提供的元器件不足，74LS148没有附加控制端，不能实现完全的优先编码功能，这也是导致抢答混乱的原因。通过这次对数字抢答器的设计让我们更加系统地体会到了设计电路、连接电路、调试电路的整个过程。电路设计是我们这个专业必须掌握的重要技能

14、，到图书馆查阅资料、电路设计、焊接调试到最后的成型，使之前的学过的知识得到了更好的实践，也让我自己从中深切的感受到了“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”的道理。在这次设计中，我也发现了自己很多不足之处。在设计过程我发现自己考虑问题不够全面，专业知识掌握的不够牢固，计算机应用软件的熟悉度不够，经过这次经验，在今后的学习中得到改善。经过这次的电路设计，让我更好的拓展我的专业知识，深切的感受到了自身知识的缺乏，但是，也正是因为抢答器的设计，更加激发了我对专业的兴趣，希望老师在我今后的学习中能给予更多的指导。在这次抢答器的设计当中，老师和同学们给了很多帮助，6.2对设计的建议我希望老师在我们动手制作之前

15、应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计。参考文献1 康华光. 电子技术基础. 北京：高等教育出版社，1999年2 彭华林等编. 数字电子技术. 长沙：湖南大学出版社，2004年 3 金唯香等编. 电子测试技术. 长沙：湖南大学出版社，2004年4 侯建军. 数字电路实验一体化教程. 北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2005年5 阎石. 数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社，2001年6 赵春华、张学军.电子技术基础仿真实验. 北京：机械工业出版社出版社，2007年上述为老师推荐的参考书，同学在设计过程中，还要根据需要自已查阅其它资料，并将查阅的资料信息添加上去.成绩(按五级制): 指导教师：郑玉珍、张震宇、于爱华、瞿晓 2011年 7 月 7 日 日程安排：电子课程时间：6月28日-7月7日，共10天。日期时间地点内容负责人6月28日上午10：45-11：30A2-118电子课程设计动员会瞿晓6月28日下午1：30-4：30C2-426各小组领取工具及材料于爱华6月29-7月6日上午8:00-11:30下午1：30-4：30C2-426学生三人一小组完成设计任务，指导老师答疑解难于爱华7月7日上午8：30开始