数字电路课程设计报告.docx

1、数字电路课程设计报告数字电路课程设计报告题目：多功能竞赛抢答器的设计班 级：0911班 电子信息科学与技术姓名（学号）： 杨冰清 09311133 杨小龙 09311116 邓宏志 093111组 号： 多功能竞赛抢答器的设计一、课程设计的内容及要求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07表示。2. 设置一个系统清除和抢答控制开关A，该开关由主持人控制。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，同时报警电路的蜂鸣器报警。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。4. 抢答器具有定时抢答功能，且一次

2、抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动开始键后，定时器进行减计时。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。6. 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，报警电路的蜂鸣器报警，禁止抢答器工作。二、摘要随着社会的发展，社会不仅对大学生的专业知识要求有所提高，而且对其创造能力和动手能力的要求也有变高。这个课程设计不仅让学生对编码器，锁存器，译码器，555以及计数器进行进一步的了解，通过这个实验也加强了学生对各个芯片的利用及对他们作用的熟悉，从而对芯片的功能进行进一步的扩展。增强学生的的动手能力，通过

3、在EWB上做仿真来学会用此软件，熟悉他的规程以及各功能区及各种实验仪器的操作。三、抢答器的设计1、智力抢答器的总体方框图2、单元电路1) 抢答部分电路a) 电路图 b) 所用芯片的介绍 74LS148 74148是一个八线-三线优先级编码器。 如图所示的是八线-三线编码器74148的惯用符号及管脚图引脚图。74LS148优先编码器真值表 74LS27974279是一个锁存器。 如图所示的是74279的惯用符号及管脚图引脚图。74279 (Quad SR latches)74279相当于4个触发器组成，作用是对抢答的数据进行锁存。74LS48 c) 抢答部分设计原理当主持人开关断开时，译码器不工

4、作，但优先编码器工作，所以选手可以抢答，但不显示，视为无效抢答，当主持人把开关按下时，选手可以用各自的开关进行抢答，若有选手抢答，优先编码器74148则对其进行译码，通过锁存器74279锁存后再将信号送给译码器7448再在显示器显示，同时报警器 报警。此后74148即被锁存，不能工作了，其他选手若再进行抢答，也不能被编码，所以显示器只会显示最先按下开关的选手的号码。直到主持人重新一次把开关闭合，其他选手才能进行有效抢答。2) 计数部分电路a) 电路图b) 所用芯片的介绍74LS19274192是可逆计数器，它的加减计数是有脉冲决定。当主持人拨动开关抢答的时候如果没人抢答时，那么计数器进行30秒

5、倒计时，当计时器计到00时还没抢答的话则报警器，如果在报警，30秒内有人抢答则停止倒计时，显示器上就显示抢答的时间，报警器报警。555定时器555计数器产生的电路振荡频率为f=0.7*(R1+2*R2)，它向计时器产生1hz的脉冲，使计数器隔一秒递减一，已达到倒计时的目的。单稳态触发器74LS12174LS121芯片是一种常用的单稳态触发器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统之中，74LS121的输入采用了施密特触发输入结构，所以74LS121的抗干扰能力比较强.74LS121管脚图和逻辑符号管脚功能描述:管脚3（A1）、4（A2）是负边沿触发的输入端；管脚5（B）是同相施密特触发器的输

6、入端，对于慢变化的边沿也有效；管脚10（Cext）和管脚11（Rext/Cext）接外部电容（Cx），电容范围在10pF10F之间；管脚9（Rint）一般与管脚14（VCC，接5V）相连接；如果管脚11为外部定时电阻端时，应该将管脚9开路，把外接电阻（Rx）接在管脚11和管脚14之间，电阻的范围在240k之间。其他管脚：管脚7（GND）、管脚2、8、13为空脚。74LS121功能表3) 报警部分电路a) 电路图报警电路的功能：当有人抢答或无人抢答但时间已到时，报警器都会发声进行报警。四、整体电路的仿真图。仿真结果当把总开关按下时，选手可以用各自的开关进行响应，若有选手抢答，优先编码器74148

7、则对其进行译码，通过锁存器74279锁存后再将信号送给译码器7448再在显示器显示，同时报警器 报警。显示器只会显示最先按下开关的选手的号码。直到重新一次把总开关闭合，其他选手才能进行有效抢答。当总开关断开时，选手可以抢答，但不显示，视为无效抢答，当总开关按下如果没人抢答时，那么计数器进行30秒倒计时，当计时器计到00时还没抢答的话则报警器进行报警，如果在报警30秒内有人抢答，则停止倒计时，显示器上就显示抢答的时间。五、元器件清单100k 168k 115k 110k 91k 110uF 20.1uF 1LED灯 1（可无） 74ls192 274ls48 374ls279 274ls148

8、174ls121 174ls04 （非门） 174ls00 （两输入端与非门） 174ls11 （三端与门） 1 555定时器 1 7段数码管 3触点开关 8单刀双掷开关 1蜂鸣器（8欧） 1注： 仿真图中没有报警电路，现如下： （1）查处74ls121引脚图； （2）74ls121的5（B）脚接仿真图中左边那片74ls192的11脚； 74ls121的3（1A）脚接74ls148的14（GS或YEX非）脚； 74ls121的4（2A）脚接左边那片74ls192的13（BO2非）脚； 6脚接蜂鸣器； 10脚与11脚间接10uF的电容； 11脚接100k欧的上拉电阻，并且上拉电阻接+5V电源。六

9、、调试中遇到的问题及解决方案1. 在调试过程中刚开始给出脉冲的时候发现计数器跳的太快，根本看不见计数过程，经过检查才发现是由于电位器太小导致555定时器产生的脉冲频率太大以至于看不清楚，换了一个100K后再经调节后调节出了想要的频率。2. 在接通电源的情况下，发现计数器计的是乱码，为了找出原因，我把计数部分当成一个独立的部分进行测试，先对显示器进行检查发现没有问题，然后对高位进行检查发现高位乱计数，结构换了高位的74192后它开始正常计数。然后检查低位发现它正常工作。3. 接通后发现计数器依然不能计数，后检查脉冲信号发现没有问题，然后对74129得到的信号进行检查发现它也有信号而且正常但仍然不

10、计数，检查引脚接法无误，对芯片进行检查也没有错误，经过一番苦心的检查，发现当把给74129的总线号进行取反，从而能使它工作了。 4. 在计数时到00后发现发光二极管时亮时灭，这不符合要求，经过一番研究后发现将计数器的高位的借位端接到作为74129低位的脉冲的一支就会发现解决了这个问题，他将长亮。七、课程设计体会通过这次对智力抢答器的课程设计，让我进一步的了解了译码器7448，编码器74148，以及计数器74192和显示器的功能以及芯片引脚分布，也通过了对仿真的设计而进一步了解了EWB软件以及它的用法和元器件，这为我以后的课程设计打下了坚实的基础，也培养了我的课程设计的兴趣和好感，更值得说的是，通过这次课程设计，很彻底的暴露了我动手能力的不足的缺陷，让我对动手能力有了重视，今后会加强对动手能力的培养，而且这次也对我的动手能力有一定的提高，这次的实验也让我明白课程设计的严谨性，有可能一点点的问题就会影响整个实验结果，例如如果面包板有一处短路那有可能回花费你一天的时间去找出错误，这个课程设计也同时加强了我对事物严谨性的培养。八、 参考文献数字信号处理 西安电子科技大学出版 高西全 丁美玉编 电子技术基础数字部分 高等教育出版社 康光华编数字电路实验 西安电子科大出版 脉冲与数字电路 高等教育出版社 万东义编