扬州大学能源与动力工程学院。
本科生课程设计。
题目： 四人智力竞赛抢答器
课程： 数字电子技术基础
专业： 电气工程及其自动化
班级电气 1102
学号111704221
姓名平良川。
指导教师： 年漪蓓蒋步军
完成日期2024年6月14日
总目录。第一部分：任务书
第二部分：课程设计报告。
第三部分：设计图纸。
第一部分。任。务。书。
数字电子技术基础》课程设计任务书。
一、设计题目及内容。
智力竞赛抢答器。
1、抢答器为四路；
2、显示出最先抢答器的号码；
3、裁判员启动控制按钮；
4、裁判员启动后，30秒后无组抢答，抢答器停止工作（应显示30秒递减时间）。
二、设计要求。
1、用中小型规模集成电路设计出所要求的电路；
2、在实验箱上安装、调试出所设计的电路；
3、写出设计、调试、总结报告。
9、开关、电阻、电容、发光二极管、导线若干。
三、参考文献。
1、“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”教材；
2、有关“电子技术课程设计指导书”；
3、“集成电路特性应用手册”；
4、其他。四、设计总结报告主要内容。
1、 任务及要求；
2、 方案特点；
3、 各组成部分及工作原理（应结合框图写）；
4、 单元电路设计与调试；
5、 总逻辑图；
第二部分。课。程。设。
计。报。告。目录。
1 设计任务及要求6）
2 系统总体设计方案7）
2.1 总体设计方案7）
2.2 方案特点7）
3 控制电路设计8）
3.1 控制电路工作原理8）
3.2 参数计算9）
3.3 器件选型9）
4 振荡电路设计10）
4.1 振荡电路工作原理10）
4.2 参数计算11）
4.3 器件选型11）
5 计数电路设计12）
5.1 计数电路工作原理12）
5.2 参数计算13）
5.3 器件选型13）
6 译码显示电路设计14）
6.1 译码显示电路工作原理14）
6.2 参数计算14）
6.3 器件选型14）
7 系统总体电路设计15）
7.1 系统总体电路15）
7.2 电路说明16）
8 电路调试17）
8.1 振荡电路调试及实验结果分析17）
8.2 计数电路调试及实验结果分析17
8.3 译码显示电路调试及实验结果分析17）
8.4 控制电路调试及实验结果分析18）
8.5 系统联调及实验结果分析18）
9 改进意见及收获体会19）
10 器件明细清单20）
参考文献21）
1设计任务及要求。
一、设计题目及内容。
智力竞赛抢答器。
1、抢答器为四路；
2、显示出最先抢答器的号码；
3、裁判员启动控制按钮；
4、裁判员启动后，30秒后无组抢答，抢答器停止工作（应显示30秒递减时间）。
二、设计要求。
1、用中小型规模集成电路设计出所要求的电路；
2、在实验箱上安装、调试出所设计的电路；
3、写出设计、调试、总结报告。
2系统总体设计方案。
2.1总体设计方案。
数字抢答器总体方框图。
该电路由数码管和74ls48译码器组成显示部分，由74ls74触发器以及信号反馈电路组成抢答部分，同时主持人开关接入触发器的控制端，控制触发器的通断。由74ls192计数器、置数电路和秒脉冲构成30s倒计时电路。
2.2方案特点。
主持人开关清零时，触发器处于关断状态，选手开关抢答无效。此时编号数码管显示0。计数数码管显示3。
当主持人开关接通，并宣布抢答时，触发器开启。选手可以抢答，同时30秒倒计时开始。当有选手抢答时，显示编号的数码管显示抢答选手的编号。
同时计数电路锁定在抢答的时间。
3控制电路设计。
3.1控制电路工作原理。
主持人开关接在触发器的控制端口pr端。当主持人控制开关处于“清除”位置时候，d触发器锁定。此时，输出端都为低电平，译码器输入端为0000，数码管显示0，主持人开关处于“抢答”位置时，d触发器导通。
当有选手抢答时，输出信号将通过图中的转换电路形成有效的译码器输入信号。在数码管上显示出抢答选手的编号。当有选手抢答时，输出信号a让计时电路停止。
同时留一路反馈给计时电路，当30s计时完成时，反馈抢答结束信号b给抢答电路，锁定所有触发器，从而无法抢答。
3.2参数计算。
转换电路功能。
a0 =q1+q3; a1= q2+q3; a2 = q4; a3=0
1、主持人输入“0”
触发器全部关断，输出信号为0000，译码器输入0000。数码管显示0.
2、主持人输入“1”
触发器全部导通，当1号抢答时，触发器输出信号1000 通过转换电路，译码器输入0001，此时数码管显示1。
2，3，4与1同理。
当有选手抢答时输出计时结束信号。
d触发器的相互反馈的电路中的与非门为4输入。其中一个与非输入来自计时电路。30s计时结束后，接受来自计时电路的低电平从而锁定所有触发器。
3.3器件选型。
译码器74ls48；
双上升沿d触发器74ls74；
数码管bs207；
双四输入与非门74ls20；
四二输入与非门74ls00。
4 振荡电路设计。
4.1振荡电路工作原理。
74ls160是十进制分频，74ls74是二进制分频，4mhz的石英晶体经过了六个十进制分频器和两个二进制分频器后最后的频率为1hz，即最后得到所需要的秒脉冲。
4.2参数计算。
根据实验室提供的4mhz的晶振，我们选用六个74ls160用作六级十倍分频获得4hz的方波信号，再选用两个d触发器用作两级两倍分频获得我们需要的1hz的方波信号作为秒脉冲信号，另外，我们还用到容值分别为0.01uf和10pf的电容。
4.3器件选型。
十进制分频器7ls160；
二进制分频器74ls74；
反相器74ls04；
石英晶体；电容 （10pf.01uf）；
电阻1kω。
5 计数电路设计。
5.1计数电路工作原理。
根据所要求的抢答时间，通过预置数时间电路对计数器进行预置，选用十进制可逆计数器（74ls192）进行设计。
个位置数为0000,十位置数为0011,个位的借位端接到十位的cp u端，当各位输出借位时，十位减计数。从而实现30s倒计时。
主持人开关打到开始按钮后，计数器开始工作，从30开始递减。当有人抢答时，秒脉冲被锁定。计时停止，数码管显示剩余时间。
5.2参数计算。
要构成30进制计数器，首先将两片74ls192用并行进位方式连成一百进制计数器。用置置数法将十位置成3，个位置成0。
主持人接通时，两片192导通。
无人抢答时，秒脉冲和“0”（抢答部分输出）相与接入个位减计数端口，个位计数器工作，当个位完成10秒倒计时时，从13号借位输出管脚输出信号输入到十位的4号减计数输入管脚。这个过程实现了30s倒计时功能。
有人抢答时，秒脉冲和“1”（抢答部分输出）相与接入个位减计数端口，个位计数器被锁定。从而整个计数部分被锁定。数码管显示剩余时间。
30s倒计时结束仍无人抢答时。
30s结束时，个位十位的13号借位输出管脚同时输出。通过反馈电路，锁定抢答部分的触发器。禁止抢答。只有当主持人清零再次开始时，才能重新抢答。
5.3器件选型。
译码器74ls48；
数码管bs207；
反相器74ls04；
十进制可逆计数器74190。
6 译码显示电路设计。
6.1译码显示电路工作原理。
译码是把给定的**进行翻译，变成相应的状态。用于驱动液晶数字显示屏的cmos七段液晶显示译码器，只要在它的输入端输入码，七段液晶显示器就能显示十进制数字，如图：
6.2参数计算。
译码器把4位二进制8421码转换成数码管对应的输入信号从而显示相应数字。
6.3器件选型。
数码管bs207
译码器74ls48
7系统总体电路设计。
7.1系统总体电路。
7.2 电路说明。
主持人开关接在触发器的控制端口pr端。当主持人控制开关处于“清除”位置时候，d触发器锁定。此时，输出端都为低电平，译码器输入端为0000，数码管显示0，主持人开关处于“抢答”位置时，d触发器导通。
当有选手抢答时，输出信号将通过图中的转换电路形成有效的译码器输入信号。在数码管上显示出抢答选手的编号。当有选手抢答时，输出信号a让计时电路停止。
同时留一路反馈给计时电路，当30s计时完成时，反馈抢答结束信号b给抢答电路，锁定所有触发器，从而无法抢答。
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