数字电路3人抢答器实验报告.doc

数字电路3人抢答器实验报告.doc

《数字电路3人抢答器实验报告.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电路3人抢答器实验报告.doc（12页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

《数字电路与逻辑课程设计》报告

（本科）

题目三人抢答器设计

专业网络工程

班级1305022学号11

姓名牟黎明评定成绩

指导教师李小平、易兴兵

完成时间2015年6月1日----2015年6月5日

电子工程学院

二零一五年五月

一、实习目的：

1.数字电子技术知识的综合应用，包含：

（1）门电路的应用

（2）编码器的应用

（3）JK触发器的应用

（4）显示译码器的应用

（5）七段数码显示器的应用

2.学习电路安装图的绘制方法。

3.学习电路的调试方法。

二、实习设备及实验器件清单：

实验器件：

1.双下降沿JK型触发器74LS1122个

2.三3输入与非门74LS102个

3.四2输入与非门74LS002个

4.4线-七段译码器/驱动器74LS481个

5.LED共阴极显示器AR5471个

6.触发开关5个

7.10K电阻5个

8.1K电阻3个

9.铜导线若干

10.锡焊丝若干

实验工具：

1.电烙铁每组一个

2.剪刀每组一把

3.镊子每组一把

4.学生电源每两组一个

5.图纸每组一张

三、实习内容

1.原理方框图

2.电路原理图

3.抢答流程图

四、阐述电路工作原理。

当主持人按动复位开关SW对前一次的记录进行清除，座位显示器显示“0”，进入抢答准备阶段，但此时选手无法抢答（抢答无效，信号被封锁）。

当主持人按动开关SW1时，进入抢答时段，锁存电路输出高电平作用于触发器1、2、3的JK端。

抢答信号（K1、K2、K3）以负脉冲形式作用于JK触发器时钟端，最早抢入的输入信号使该电路触发器最先翻转，输出的抢答信号一路经门F4、F5以下降沿作用于锁存电路（JK触发器，工作于置“0”状态）时钟端，输出低电平使三路JK触发器的工作状态由“翻转”变为“保持”，后续的抢答信号不能使其他触发器产生翻转。

这样就封锁了后到的信号。

输出的抢答信号同时以低电平驱动座位提示灯。

三路JK触发器输出的组合信号经门电路F1、F2、F3、F6、F7、组成的识别电路，驱动座位显示电路，以数字显示的方式显示抢答成功选手座位号。

五、三人抢答器安装图绘图纸的设计。

六、安装及调试过程（在专周期间遇到了什么问题，又是如何解决的）。

答：

在周开始安装之前我们都先进行了焊接的练习，一开始手有点抖，但练习了几次之后就比较顺畅了，觉得焊电焊很简单的，所以就没有再加练习就直接等老师发器件后直接开始安装了。

暗转步骤从器件（除开导线外）开始，先安装小器件，再暗转大的，在焊接器件的过程中也比较顺利，只是当时板子有点弯，所以中间的器件背面无法顶紧，焊接后发现突出，于是又用电烙铁把角熔了，下面放了一个小的方块，把器件下方顶在方块上从新焊接，再一次焊接后焊接的很紧。

器件焊接完后，我们开始布置跳线，把所有跳线布置好后开始布置暗线，由于布置跳线时没注意暗线，所以没有考虑到预留跳线的两端当做暗线用，所以只有少数贴别短的暗线用到了跳线预留的两端外，其余的全是从新剪线，所以我觉得这点我们做得不好，也或许是没有经验的原因吧，以后再遇到时一定会预留出来。

暗线特别多，并且有的暗线距离很短很短，所以操作很困难，只有用镊子夹着线。

有的距离很小时，我们就直接采用了用锡焊直接连接，这才发现这个操作太困难了，不知道咋的，我们先在一个点上熔较多的锡焊，准备再用烙铁铺开，可就是铺不开，形成一个水球，我们再在另一个点了熔一点，准备让他浸过去，但还是很困难，他们各自形成一个水球，弄了很久，所以有的就把下面的铜圈给弄起来了，铜圈弄起来后锡焊就直接不沾了。

线连接完后，开始用万用表测试连通性，发现有路不通，开始对线，发现都是连接好了的，自己怎么都找不到，叫别人帮忙找了下，发现有两处芯片的脚哪儿与背面的的跳线的脚哪儿没有焊接，因为当时我们把线剪断后直接压下去，焊接时感觉哪儿是被焊接过，就没有发现，又用烙铁焊接好后就可以了。

调试时，等待老师检查并发器件，拿到器件后，按照安装步骤一步一步安装，可能运气好，或者我们安装过程中很细心的缘故吧，我们的器件安装上去后就直接可以用，没有任何问题。

但我们同桌的那组安装好后出现了问题，就是当按下抢答按钮2号键时，灯正常显示，但数字显示屏没有变化。

我就帮着一起给他们找问题，先检查线路，发现都没有问题，最后看是否有虚焊，也没发现，弄了很久，仍找不到原因，最后寻求老师，老师让我检查下74LS10的线路，最后才发现开关2接到74LS10的线路错位了，后把线路改过就好了。

七、专周的心得体会（包含题目的难易程度、专周收获，有什么意见及建议等）

整体描述：

作为班长，我站在班长的立场上来说句。

我觉得这个专周是我们班同学积极性最高的一次专周，为了完成作品，每天中午有的同学不吃饭，叫同学带饭过去，基本上都没有午休，吃完饭后就径直的去实验室了，这是我从没感受过我们班这样好的学习氛围。

所以我想，及时理论或技术上我们没有收获的话，至少我们收获了一点，对求知或者说完成工作那一份忘我的积极性。

自己的体会吧。

首先，毋庸置疑，学会了一项新技能，焊电焊。

当开始专周之前，我们老师说到时候自己设计原理图，那时我觉得对于我们计算机专业的学生来说，难度很大，但开始专周之后，原理图老师给我们了，我们的任务就是用原理图设计电路图。

开始看着时我对老师说这有什么难，1个小时搞定，但当自己晚上真正画得时候才知道有多难，设计到最后画到图纸上，用了5个多小时，而且还不知道对不对，因为最终安装图为老师给的。

我觉得叫我们自己画图，设计图，一方面锻炼了我们的耐心，也锻炼了我们的思维，我觉得这也是一次难得的锻炼自己的机会。

当然，在连接电路图当中，考察了我们对图纸和实际的结合，也更考验了我们的耐心，因为我们平时很少有机会动手把那些设计的图纸，经自己的理解，最终把他呈现在现实的实物中，也考验了我们的细心，因为焊接电线中，有的间距很小，如果一不小心，有可能就会和旁边的线连接在一起。

而且连线图中，切记不可为了快而走捷径，那样的画最终调式时很痛苦的，因为有很多是虚焊的话，很难找出来的。

当然，最后调试时遇到问题时也不要着急，不要因为着急就到处乱碰，此时应该静下心来，先慢慢分析，次问题出现的原因可能是那块局域的线没连接好，想好后再对局部的线路进行检查并修改。

收获：

整个专周，我从中学到了做事我们应该要有耐心，只有对一件事有了足够的耐心，我们才能静心沉着的去思考，遇到麻烦时心中才不会火急火燎；做事时应该具有细心，当然这个是建立在耐心的基础上，在做事的过程中我们应该万分的细心，只有做事时足够细心，完事后才不会有过多的问题，如本次专周中，有的同学开始时不认真，就耽搁了大量时间，到最后为了完成任务，很粗心，很快的就弄完了，可验收时错误一大堆，最终又花费了等同的时间才去把问题解决了；还学会了理论与实践结合的运用，如最开始自己设计电路图，接着又根据老师给的电路图把它呈现在电路板中，我觉得这是给我们一个很好的锻炼机会，可以说是自己动手完成了一个完整的项目。

当通电后，没有问题的那一瞬间，心中好有成就感。

意义：

加强了我们的动手能力，理论与实践相结合的锻炼。

整个过程中，自己去设计，操作，发现问题时自己想办法去解决问题，增加了我们对求知的积极性；同时以小组的方式进行，锻炼了我们与他们协同合作的能力。

总的说，教会了我们要耐心的去对待一件事，细心的去完成一件事，积极的去做事，学会工作的分工、配合。

建议：

我觉得分组是按学号分组不太好，因为学号都是先女生后在男生，所以就女生与女生，男生与男生一组。

但都知道，在实践动手操作中，平均女生的动手能力较低与男生的，所以最后女生的就很差，而且有的女生到最后也没能完成。

希望以后专周中，老师可以考虑下我的建议。

八、思考并回答问题。

1.写出JK触发器的特性方程。

答：

Qn+1=JQn+KQn

2.写出原理图中7个与非门输出端的逻辑表达式。

答：

F1=Q1+Q2+Q3

F2=Q1+Q2+Q3

F3=Q1+Q2+Q3

F4=Q1+Q2+Q3⊕

F5=Q1·Q2·Q3

F6=（Q1⊕Q2）·Q3

F7=（Q1⊕Q3）·Q2

3.JK触发器有几种功能，原理图中FF1、FF2、FF3转换成了什么功能的触发器？

转换后的触发器又具有哪些功能？

答：

JK触发器有翻转、保持、置0和置1功能。

FF1、FF2、FF3有翻转功能，转换后有保持功能。

4.简述编码信号BA端产生00、01、10、11四种编码的具体过程？

产生00：

在K1、K2、K3都没有按下时该路触发器相应的Q=0、Q=1.

则F3、F2、F1均输出1，所以F7、F6输出为0，即A=0、B=0， 所以产生00

产生01：

在K1按下，但K2、K3未按下，则Q1=1、Q2=0、Q3=0、Q1=0、 Q2=1、Q3=1，则F1、F2输出1,F3输出0，所以F7输出1,F6输 出0，即A=1、B=0，所以产生01

产生10：

K2按下，K1、K3未按下，则Q2=1、Q1=0、Q3=0、Q2=0、Q1=1、 Q3=1，则F3、F2输出1,F1输出0，所以F7输出0,F6输出1，即 A=0、B=1，所以产生10

产生11：

K3按下，K1、K2未按下，则Q3=1、Q1=0、Q2=0、Q3=0、Q1=1、 Q2=1，则F3、F1输出1,F2输出0，所以F7输出1,F6输出1，即 A=1、B=1，所以产生11

5.抢答正式开始后，K1、K2、K3如果同时按下，请分析电路的工作过程。

（从编码的产生、译码情况、七段数码管的显示、发光二极管的显示、锁存电路的工作过程等方面阐述）

答：

如果同时按下则Q1、Q2、Q3均为1，所以二极管三个都亮。

F4输出1，F5输出0，给同路JK触发器一个低电平，让其下通过的三个JK触发器变为保持状态。

而F1、F2、F3输出均为1，F7、F6输出则均为0，所以A=0、B=0，输出为00，数码管显示0.

6.抢答正式开始后，如果三位选手一直都不抢答，怎么改进电路？

答：

设置一个数字计时器，事先设置好时间，时间到时后，电路自动全部封闭为所有选手都不能再次选择，并且在数字板中显示为0.

九、查阅的参考资料

《数字电路技术基础简明教程—第三版》余孟尝主编

《数字电路技术实验、课程设计指导》电子工业教研室

《数字电子技术实训》 浙江大学出版

百度网上搜索

十、设计好了电路板

12