电子技术课程设计八路抢答器.docx
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电子技术课程设计八路抢答器
南华大学电气工程学院
《电子技术课程设计》任务书
设计题目：
八路抢答器
专业：
电子卓越3班
学生姓名:
高圣
学号:
0094470312
指导教师:
朱卫华
教研室主任：
朱卫华
二零一二年一月
目录
摘要
第一章八路抢答器的需求分析…
1.1背景………………………….
1.2目的…………………………..
1.3所需工具与原件……………
第二章八路抢答器框架………….
2.1设计方案与分析……………
2.2总体方框图………………….
第三章具体电路设计……………….
3.1抢答器的主体电路…………
3.2时序控制电路………………
3.3报警电路……………………
第四章芯片介绍………………….
4.174LS373……………………….
4.274LS148………………………
4.374LS48………………………..
4.474LS192………………………
第五章总结
参考文献：
《数字电路》、《模拟电路》
摘要
该抢答器主要是基于74系列常用集成芯片组成电路各个部分，成本较低，且基本能够使用于一些小的活动中。
采用74LS148编码器和CD4511译码器组成抢答器的核心部分电路。
采用七段共阴极LED数码管显示抢答序号和定时时间，由CD4511数字显示译码管显示数码管。
由555振荡器、74LS192和与门芯片74LS00共同构成了信号发生控制电路，使74LS148能正常工作，从而完成其功能。
八路抢答器时基于集成元器件的设计，成本较低，且基本能够使用于一些小型娱乐活动中，CD4511译码器组成抢答器的核心部分抢答电路。
采用七段共阴极数码管显示抢答序号，本设计主要在Mutism上完成，经理论分析和仿真得出各器件信号和参数。
然后利用DXP画出原理图，并印制出电路板，最终完成设计。
关键词：
呼叫器、集成元件、抢答
Abstract:
Theresponderismainlybasedonaseriesof74commonlyusedintegratedchipconsistingofvariouspartsofthecircuit,lowcost,andcanuseinsomesmallactivities.Using74LS148encoderandCD4511encoderviestoanswerfirstthecorepartofthecircuit.UsingsevencommoncathodeLEDdigitaltubedisplayresponderserialnumberandtime,byCD4511numericdisplaydecodingdisplaydigitaltube.By555,74LS192and74LS00oscillatorandchiptogetherformthesignalcontrolcircuit,sothatthe74LS148canworknormally,thuscompletingitsfunction.
Eightwayresponderbasedonintegratedcomponentsdesign,lowcost,andcanuseinsomesmallrecreationalactivities,CD4511encoderresponderRespondercircuitcorepart.Withatotalofsevendigitaltubecathodedisplayansweringserialnumber,thisdesignmainlyinMutismcompleted,bythetheoreticalanalysisandthesimulationtoobtainthedevicesignalsandparameters.ThenusingDXPtodrawschematics,printedcircuitboardsand,eventuallycompletedthedesign.
Keywords:
callingdevice,integratedelement,answer
第一章八路抢答器的需求分析
1.1背景：
数字电路产品在生活中有着极其广泛的作用，包括计算、数字通信、智能仪器仪表、自动控制及航天领域中。
这些设备给人们工作，生活等方面带来了极大的方便。
数字电路的发展，使得电路设计对我们更加重要。
数字电路设备实现不太复杂，速度和可靠性好。
1.2目的
本次设计以努力达到以下要求：
1.抢答器同时供8位选手比赛所用，分别以S0—S7表示。
2.设置一个系统清零和抢答控制开关S，由主持人控制。
3.抢答器具有所存与显示功能。
即选手按动按钮，所存相应的编号，并在数码管上显示，且选手抢答实行优先锁存，优先强大的选手编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4.抢答器具有定时功能,且一次抢时间由主持人设定.当计时开始后定时器进行计时.
5.参赛选手在规定时间内进行抢答时,抢答有效,且定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答时间,并保持到主持人清除为止.
6.如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效定时器上显示00.
功能
抢答器可以实现8个人同时进行抢答,在抢答时可以优先锁存.在第一个小号输入后,锁存器实现所存,别的信号不能输入,数码管显示输出数字
1.3设计所需原件及工具
元件:
5V电源,电阻.电容,发光二级管,三极管,74LS148,74LS00,74LS,共阴极数码管
工具:
数字万用表,示波器,
第二章设计框架
2.1设计的方案分析
设计具有某种特定功能的集成电路板一般比较复杂,因此,在设计之前,一定要通过多方案对比,选择较为简单且实惠的.这样,在正式设计时,就能做到电路简化,电路板做出来较为美观,尤其重要的是:
能达到事半功倍的效果.
2.2数字抢答器的总体方框图
数字抢答器的总体方框图如下所示:
其工作原理为:
接通电源后,主持人开关拨到清除状态,选手在定时内进行抢答时,抢答完成;优先判断、编号锁存，编号显示。
当一轮抢答之后，定时器停止、禁止再次进行抢答、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。
采用方案
根据设定的总体方框图，在几种方案中选择了交易实现的方案
输入电路
中间传输部分如下：
抢答器的总电路如下：
Multisim仿真结果如下图所示：
第三章具体电路设计
3.1抢答器的主体电路
抢答器的功能有两个：
一是能分辨出选手按键的先后，并所存优先抢答者编号，共译码显示电路用；二是要是其他选手操作无效。
选用优先编码器74LS148和74LS373锁存器可以完成上述功能。
其工作原理是：
当主持人控制开关处于清除为止时，RS触发端为低电平，输出端全为低电平，于是74LS48=0，显示器灭灯，74LS148的选通输入端为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，当有选手将建按下时（如按下S5），74LS148的输出为010，
经RS锁存器锁存后，CTR=1，74LS373处于工作状态，Q4Q3Q2=101，经74LS48译码后，显示器显示出5.此外，CTR=1，使72LS148的输入端为高电平，74LS148处于禁止状态，封锁了其他案件的输入。
当按键松开后，74LS148仍处于禁止状态，其他输入信号不会被接收，这就保证了抢答着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。
3.2时序控制电路
时序控制电路是八位抢答器设计的关键，因为它要完成以下功能：
1.当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入正常抢答工作状态。
2.当选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时器电路停止工作。
3.当设定抢答时间到时，无人抢答时，扬声器发声，抢答电路和定时器电路停止工作。
3.3报警电路
这部分电路是由74LS148译码器和三极管构成，74LS148构成多谐振荡器，振荡频率f0=1.43、[（R1+R2）*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，多谢振荡器工作；而当PR为低电平时，电路停振。
第四章芯片介绍
4.174LS373
373为三态输出的八D透明锁存器。
当三态允许控制端OE为低电平时，O0~O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。
当OE为高电平时，O0~O7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。
当锁存允许端LE为高电平时，O随数据D而变。
当LE为低电平时，O被锁存在已建立的数据电平。
当LE端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善400mV
真值表为
Dn
LE
OE
On
H
H
L
L
L
H
L
L
X
L
L
Q0
X
X
H
高阻态
器其OE-----使能端接地
4.274LS148
74LS148为8线－3线优先编码器，共有54/74148和54/74LS148两种线路结构型式，将8条数据线（0－7）进行3线（4-2-1）二进制（八进制）优先编码，即对最高位数据线进行译码。
利用选通端（EI）和输出选通端（EO）可进行八进制扩展
功能表：
输入
输出
EI
0
1
2
3
4
5
6
7
A2
A1
A0
GS
EO
H
X
X
X
X
X
X
X
X
H
H
H
H
H
L
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
L
L
X
X
X
X
X
X
X
L
L
L
L
L
H
L
X
X
X
X
X
X
L
H
L
L
H
L
H
L
X
X
X
X
X
L
H
H
L
H
L
L
H
L
X
X
X
X
L
H
H
H
L
H
H
L
H
L
X
X
X
L
H
H
H
H
H
L
L
L
H
L
X
X
L
H
H
H
H
H
H
L
H
L
H
L
X
L
H
H
H
H
H
H
H
H
L
L
H
L
L
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
L
H
4.374LS48
74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中，下面我就给大家介绍一下这个元件的一些参数与应用技术等资料
74ls48功能表—七段译码驱动器功能表
十进数
或功能
输入
BI/RBO
输出
备注
LT
RBI
DCBA
a
b
c
d
e
f
g
0
H
H
0000
H
1
1
1
1
1
1
0
1
1
H
x
0001
H
0
1
1
0
0
0
0
2
H
x
0010
H
1
1
0
1
1
0
1
3
H
x
0011
H
1
1
1
1
0
0
1
4
H
x
0100
H
0
1
1
0
0
1
1
5
H
x
0101
H
1
0
1
1
0
1
1
6
H
x
0110
H
0
0
1
1
1
1
1
7
H
x
0111
H
1
1
1
0
0
0
0
8
H
x
1000
H
1
1
1
1
1
1
1
9
H
x
1001
H
1
1
1
0
0
1
1
10
H
x
1010
H
0
0
0
1
1
0
1
11
H
x
1011
H
0
0
1
1
0
0
1
12
H
x
1100
H
0
1
0
0
0
1
1
13
H
x
1101
H
1
0
0
1
0
1
1
14
H
x
1110
H
0
0
0
1
1
1
1
15
H
x
1111
H
0
0
0
0
0
0
0
BI
x
x
xxxx
L
0
0
0
0
0
0
0
2
RBI
H
L
0000
L
0
0
0
0
0
0
0
3
LT
L
x
xxxx
H
1
1
1
1
1
1
1
4
4.474LS192
74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器
其功能表如下：
总结
经过这两周的课题设计，使我受益匪浅，它让我对自己平时学习的理论知识与实际操作有了新的收获和认识，在理论和实验教学基础上进一步巩固医学基本理论及应用知识，并加以综合提高，学会将知识应用于实际的方法，提高分析和解决问题的能力。
在设计中，由于自己对各种芯片的不熟悉，使自己多次陷入迷途，加上自己平时学习不够踏实，很多知识学的极为马虎，所以此次设计对我来说极为艰难，但同时对我起了极大的鞭策作用，让我深刻认识到自己的学习方法问题和学习态度问题，但功夫不负有心人，我终于做成了八位抢答器。
这一点足够让我感动一阵子。
通过这次设计，培养了我独立动手的能力，也使我对专业的方向有了更深刻的认识，以后要多培养自己独立学习和动手能力，做出更令老师和自己满意的作品
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