四路抢答器设计报告.docx

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四路抢答器设计报告

电子技术课程设计说明书

题目：

四路抢答器设计

系部：

专业：

班级：

学生姓名:

学号:

指导教师:

2013年6月28日

一、设计任务与要求

本次设计主要是一个四路抢答器，主要用到RS触发器74LS279，优先编码器74LS148，7段显示译码器74LS48，数码管，电阻开关等，要求熟悉集成块的工作原理，并能设计简单的系统电路，能够根据相应的控制要求选择相应的外围器件实现控制任务，选择集成块并应用显示译码器将参赛队员的编号由数码管显示。

此次设计的具体要求可同时供四名选手参赛，其编号分别是1-4，各用一个抢答按钮，按钮的编号和选手的编号相对应，给节目主持人设置一控制开关，用于控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）抢答的开始。

抢答器具有数据锁存和显示的功能，抢答开始后，若有选手按抢答按钮，其编号立即所存，并在数码管上显示该选手的编号，同时封锁输入电路，禁止其他选手抢答。

优先抢答选手的编号一直保持到主持人主持人将系统清零为止。

二、系统的总体设计概述

2.1系统总体方案设计

1、在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设定一个抢答按钮供参赛者使用。

2、设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。

3、抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。

即有抢答信号输入（参赛者的开关中任意一个开关被按下）时，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。

此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清除为止。

竞赛支持人另有一个按钮，用于将电路复位。

2.1.1原理图

图2.1设计原理图

2.2.1设计原理图

2.2原理解析

当主持人控制开关S置清零端时，RS触发器的R端均为“0”，4个触发器输出1Q-4Q全部为零，使74LS48的BI=0，数码管显示器灭；同时74LS148的选通输入端ST=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。

当主持人将开关“S”置于“开始”端时，优先编码器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，等待信号输入端信号输入，当有选手按下时，比如“S0”按下时，74LS148的输出Y2Y1Y0=000,经RS锁存后，BI=1,74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=A2A1A0=000,经74LS148译码后，显示器显示“0”。

此次回答结束后，主持人将开关复位，数码显示器不显示数字，等待下一次的抢答开始。

三、电路图及各元件功能

3.1课程设计和需要集成电路

抢答器由74LS148、74LS279、74LS48组成，LED显示器，5个开关，导线等

开始时，当支持人按钮还未按，CLR为0，所以输出Q1~Q4为0；发光二极管全为灭的，当主持人按钮按下时CLR为1，可以输入，谁先抢答，相应的谁的灯亮，利用74LS279和74LS148输出的是cp等于0，锁存其他的，不能使其他的输出。

图3.1电路连线图

3.2各元器件功能

3.2.1编码电路

本实验所采用的是优先编码器74LS148，引脚图见图3.1，功能表见表3-1。

74LS148

图3.174LS148编码器管脚图

参赛队员的编码，当有参赛队员按下开关，优先编码器对此进行编码，在编码器的电路中有四个开关和电阻，当有按开关，输入端为低电平，74LS148优先编码器对此电平编码。

表3-174LS148功能表

3.2.2存储电路

74LS279就是4R-S触发器，每片上有四路R-S触发器。

每路R-S触发器有R和S两个输入和一个输出端Q。

管脚图如图3.2

当S输入低电平（0）时，输出Q为低电平（0）；

当S输入高电平

（1）时，如果R输入低电平（0），则Q为高电平

（1）；

当S输入高电平

（1）时，如果R输入低电平

（1），则Q保持不变。

注意：

使用过程中注意2个双S输入端RS触发器的处理。

图3.274LS279管脚图

3.2.3译码显示电路

7段显示译码器74LS48是输出高电平有效的译码器，74LS48的基本功能输入（DCBA）和输出（Ya～Yg），74LS48管脚图如图3.3

74LS48

图3.374LS48管脚图

显示器为七段数码管，七段数码管的8个显示"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起为COM，3和8管脚为COM端。

七段数码显示器的管脚图如图3.4

图3.4七段数码显示器的管脚图

图3.5译码显示电路

表3-2译码显示表

3.3仿真电路

图3.6电路连接图

四、组装与调试

根据原理图用电烙铁进行焊接，将各连线和集成块连接。

然后进行测试，测试分单元电路调试和联机调试，单元电路试验在硬件电路设计时已经进行，这里的调试只是在面包箱上连接电路后，试验电路是否正确，如果听到蜂鸣声说明电路短路，需要检查线路，并排除一些加工工艺性错误（如错线、开路、短路等）。

这种调试可用数字万用表测量完成。

调试完成以后试验调试结果，查看能否正常清零，及显示，如不能说明可能连错线说明需要重新检查，直到能够正常显示出正确的结果为止。

五、元件列表

表5-1元件清单

器件名称

数量

万能电路板

1块

轻触型复位键

5个

10kΩ电阻

5个

330Ω电阻

7个

共阴极性LED数码管

1个

74LS148集成块

1个

74LS48集成块

1个

74LS279集成块

1个

导线

若干

六、总结

在学期末能进行此次的实习，不仅是对本学期所学知识的巩固，更是对所学知识的具体实践和应用。

同时，这次的实践活动也增强了我们对电子技术的兴趣，在实习的过程中，由于平时实践的不是太多，所以遇到不少的困难，但是实践的过程很有意义，查资料了解所涉及器材的功能以及管脚图，如：

74LS48、74LS297、74LS148等。

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。

在实际进行焊接的过程中，团队的分工合作很有必要，各尽其用，各司其职，锻炼的个人的能力的同时也增强了团队的合作协调能力。

焊接这项看似简单的工作其实也有不小的学问和技巧。

最后的实习报告中的整理也对自己使用办公软件的能力有了很大的提升，熟悉了一般论文的格式和要求，能深刻体会到做学问所需要的严谨和认真。

这次的实习不仅仅是一次简单的实习，更是一种体验，是一次对自己专业更深刻认识的体验。

所学到的经验和教训都会影响我们以后的行为，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而更加适应社会。

七、参考文献

[1]《数字电子技术基础》（第五版）阎石［M］.北京高等教育出版社，2012

[2]《电子线路设计指导》李银华主编［M］.北京航空航天大学出版社

[3]《电子技术课程设计指导》 彭介华编［M］.高等教育出版社，1997年10月

[4]《电子技术基础》康华光［M］.北京高等教育出版社，2000

[5]《电工及电子技术手册》朱承高.［M］.北京高等教育出版社，1990

指导教师评语：

成绩：

指导教师签字：

年月日