数字电子技术课程设计报告。
设计题目。专业。
班级。学号。
学生姓名。指导教师。
年月日。设计报告书目录。
一、设计目的 1
二、设计思路 1
三、设计过程 1
3.1、系统方案论证 1
3.2、模块电路设计 2
四、系统调试与结果 5
五、主要元器件与设备 5
六、课程设计体会与建议 5
6.1、设计体会 5
6.2、设计建议 6
七、参考文献 6
1、熟悉集成电路的引脚安排。
2、掌握芯片的逻辑功能及使用方法。
3、了解面包板结构及其接线方法。
4、了解30秒定时器的组成及工作原理。
5、熟悉30秒定时器的设计与制作。
1、设计抢30秒定时器电路。
2、设计秒脉冲生成电路。
4、设计时序控制电路。
数字抢答器总体方框图如图1所示。
图1 系统框图。
其工作原理为：30秒定时器主要由秒脉冲发生器、控制电路、计数器、译码显示电路四部分组成。计数器完成30秒减计时功能，而控制电路是直接控制计数器的清零、启动计数、暂停/连续技术、译码显示等功能。
操作直接清零开关时能够时计数器清零并且使数码显示器显示00；当启动开关闭合时，控制电路应封锁时钟信号cp（脉冲信号），同时计数器完成置数功能，译码显示电路显示30秒；当启动开关断开时，计数器开始计数；当暂停/连续开关闭合时，控制电路封锁时钟信号cp，计时器处于封锁状态，计数器停止计数；当暂停/连续断开时，计数器连续累计计数。
抢答器电路如图2所示。
图2 数字抢答器电路。
该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。
工作过程：开关s置于“清除”端时，rs触发器的端均为０，4个触发器输出置０，使74ls148的＝０，使之处于工作状态。当开关s置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下s5），74ls148的输出经rs锁存后，1q=1，=1，74ls48处于工作状态，4q3q2q=101，经译码显示为“5”。
此外，1q＝１，使74ls148＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74ls148的此时由于仍为1q＝１，使＝１，所以74ls148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将ｓ开关重新置于“清除”然后再进行下一轮抢答。
定时电路如图3所示。由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74ls192进行设计。
报警电路如图4所示。由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo＝1.
43/[（ri＋2r2）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，多谐振荡器工作，反之，电路停振。
时序控制电路如图5所示。时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：① 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人正常抢答工作状态。
当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。
当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。图中，门g1 的作用是控制时钟信号cp的放行与禁止，门g2的作用是控制74ls148的输人使能端。
图5的工作原理是：主持人控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时，来自图 2中的74ls279的输出 1q=0，经g3反相， a＝1，则时钟信号cp能够加到74ls192的cpd时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则“定时到信号”为 1，门g2的输出=0，使 74ls148处于正常工作状态，从而实现功能①的要求。
当选手在定时时间内按动抢答键时，1q＝1，经 g3反相， a＝0，封锁 cp信号，定时器处于保持工作状态；同时，门g2的输出=1，74ls148处于禁止工作状态，从而实现功能②的要求。当定时时间到时，则“定时到信号”为0，=1，74ls148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时，门g1处于关门状态，封锁 cp信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能③的要求。
集成单稳触发器74ls121用于控制报警电路及发声的时间。
1、组装调试抢答器电路。
2、可预置时间的定时电路，并进行组装和调试。当输人1hz的时钟脉冲信号时，要求电路能进行减计时，当减计时到零时，能输出低电平有效的定时时间到信号。
3、调试报警电路。
4、定时抢答器的联调，注意各部分电路之间的时序配合关系。然后检查电路各部分的功能，使其满足设计要求。
数字电路实验箱或eda软件quartusⅱ
集成电路 74ls148—1片，74ls279—1片，74ls48—3片，74ls192—2片，ne555—2片，74ls00—1片，74ls121—1片。
电阻 510ω—2只，1kω—9只，4.7kω—l只，5.1kω—l只，100kω—l只，10kω—1只，15kω—1只， 68kω—l只。
电容 0.1uf—1只，10 uf—2只，100 uf—1只。
三极管 3dg12—1只。
其它发光二极管—2只，共阴极显示器—3只。
通过这次对数字抢答器的设计与制作，让我了解了设计电路的程序，也让我了解了关于抢答器的基本原理与设计理念，要设计一个电路总要先用****成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与**时完全一样，因为，再实际接线中有着各种各样的条件制约着。而且，在**中无法成功的电路接法，在实际中因为芯片本身的特性而能够成功。
所以，在设计时应考虑两者的差异，从中找出最适合的设计方法。此外，本实验也可通过eda软件multisim10实现。通过这次学习，让我对各种电路都有了大概的了解，所以说，坐而言不如立而行，对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。
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