哈工大电工自主设计实验

姓名班级学号实验日期5月30日节次7~8节教师签字成绩实验名称：智能抢答器实验目的培养综合开发能力、创新思维，锻炼坚忍不拔的意志。学习单片机，练习编程。培养认真、仔细的好习惯。2.总体设计方案或技术路线抢答器简介：主持人操控S12与S13两个按键。选手共六位，分别操控S6--S11中的一个按键。当主持人按下抢答开始按键S13后，倒计时开始，计时5s。此后最先按下按键的选手号码将显示与数码管上，后来按下的将无显示。若五秒计时结束后，再按下按键也不会显示。若主持人没有按开始键，就有选手抢答，则视为犯规。此时犯规的选手号码将被显示于数码管上（最多显示五位犯规选手）。同时，蜂鸣器发出长笛声报警。而当主持人按下清零键S12后，一切状态均恢复，可以开始新一轮的抢答。按键功能简介 S13抢答开始 S12清零 S6--S11分别为1到6号选手按键 3.实验电路图图1总电路图4.仪器设备名称、型号6个半导体数码管（74LS47）1块单片机学习板1个80C52单片机5.理论分析或仿真分析结果抢答原理：当主持人按下复位开关时，D触发器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，实现复位。当开始抢答时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个Q非端与在一起为高电平，跟脉冲产生器产生的脉冲信号与处理后送给CLK端，使CLK产生上升沿，使抢答有效，小灯亮有声响，这时四个非Q端与在一起为低电平，跟脉冲信号与处理后使CLK低电平，保持前一状态，从而封锁了其他选手抢答。图2抢答电路图定时原理：由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74192的预置数控制端实现预置数，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。按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管SEVEN_SEG_COM_K上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，输出低电平到时序控制电路，以后选手抢答无效。图3定时电路图报警原理：将Q非与信号与复位信号进行与非处理后，与脉冲输入端再进行与处理，送到发光二极管，若在主持人按键前选手先按键，则犯规，发光二极管得到脉冲信号闪烁，同时蜂鸣。图4报警电路图6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）本实验主要是实验前的准备，比如购买单片机学习板，学习单片机编程，包括看学习视频，阅读单片机书籍。到实验室后我打开电脑，连接好单片机，等老师空闲时向老师展示了一下。老师对我的表现很满意，我也非常高兴遇到了欣赏自己的老师。实验结果：当按下抢答开始按键S13后，倒计时开始，计时5s。此后最先按下按键的选手号码将显示与数码管上，后来按下不再显示。五秒计时结束后，再按下按键也没有显示。若出现在主持人按键前抢先按键的，数码管上会显示他的号码，同时发出警报，并且可以按次序同时显示多位抢先人。7.实验结论抢答器在我们的生活中担当着重要角色，本实验很好的涵盖了抢答过程中出现的各种情况。最后的成功使我感到所有的辛勤努力都值了。感谢学校给我们自我展示的舞台。8.实验中出现的问题及解决对策本实验的难点在于编程，对于一个刚接触单片机的人，刚开始会毫无头绪，各种抓狂。但是我想做出这个程序，不愿意遇难就退缩。于是，我宁可每天少睡一小时，也要把这个程序编出来。对于抢答过程中会出现的情况，要感谢同学的补充和帮助。遇到逻辑上不懂的地方，也曾多次向我的电工老师求教。对于随机函数的使用，学长给我详细讲解过。9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议自主创新实验使我对课堂上的理论知识有了进一步的了解，并增强了对电工电子技术这门课程的兴趣。了解了更多电子元件的工作原理，如：74LS175、74LS48、74ls192等。但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。其次在此次设计过程中由于我频繁的使用KeiluVision3，因此使我熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。加上在设计过程中遇到了一些问题，使得我得查找相关资料，从而增长知识的同时增强解决问题和动手的能力，锻炼我做事细心、用心、耐心的能耐。这一实验设计，使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。所以在以后的学习生活中，我会努力学习，培养自己独立思考的能力，积极参加多种设计活动，培养自己的综合能力，从而使得自己成为一个有综合能力的人才进而更加适应社会。感觉我们实验室挺好的，如果学习资料中有做实验的整体过程（不止是仪器的使用）那就更完美了。10．参考文献[1]杨世彦.电工学电子技术.北京：机械工业出版社，2008[2]康华光.电子技术基础数字部分.北京：高等教育出版社，2006[3]王彦朋.大学生电子设计与应