數(shù)字電路8路數(shù)字搶答器設(shè)計(jì)文檔

進(jìn)行本次設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)目的，一是對(duì)數(shù)字邏輯這門課 的理論知識(shí)進(jìn)行一次系統(tǒng)的梳理；二是鍛煉自己將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。針對(duì)以上目的，就要求做到，通過(guò)分析實(shí)際的需求提煉出相應(yīng)的理論模型，進(jìn)而再進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)，在之后的實(shí)際電路實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，還可以根據(jù)實(shí)際的需要對(duì)電路做出一些改進(jìn)。

結(jié)合課堂理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)課的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，本次課計(jì)主要設(shè)計(jì)了一個(gè)智力競(jìng)賽搶答器。該搶答電路允許八位選手同時(shí)參與，由主持人發(fā)出指令，可顯示選手序號(hào)、實(shí)現(xiàn)鎖存功能并具有顯示搶答倒計(jì)時(shí)和答題倒計(jì)時(shí)功能，對(duì)犯規(guī)選手（包括提前搶答和超時(shí)搶答），設(shè)計(jì)有顯示其序號(hào)的功能。

數(shù)字搶答器共包括搶答電路、控制電路和報(bào)警電路等部分，主要應(yīng)用有74LS00、74LS32、74LS76、74LS148、74LS161、74LS190、74LS373和555定時(shí)器等集成芯片，利用Multisim進(jìn)行設(shè)計(jì)并模擬仿真調(diào)試，然后在電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)儀上進(jìn)行實(shí)物操作。

摘要······························································2

第1章 概述······················································ 4

第2章設(shè)計(jì)任務(wù)及要求········································ 5

         2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)·············································5

         2.2 設(shè)計(jì)要求·············································5

第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)·················································· 7

         3.1 方案論證·············································7

         3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)·············································7

            3.2.1  結(jié)構(gòu)框圖及說(shuō)明·································7

            3.2.2  系統(tǒng)原理圖及工作原理···························8

         3.3 單元電路設(shè)計(jì)·········································9

            3.3.1  單元電路工作原理·······························9

            3.3.2  元件參數(shù)選擇··································16

第4章 軟件仿真················································· 17

         4.1 仿真電路圖··········································17

         4.2 仿真過(guò)程············································17

         4.3 仿真結(jié)果············································19

第5章 安裝調(diào)試················································· 20

         5.1 安裝調(diào)試過(guò)程········································20

         5.2 故障分析············································20

第6章 結(jié)論····················································· 21

第7章 使用儀器設(shè)備清單········································· 22

參考文獻(xiàn)························································ 24

收獲、體會(huì)和建議················································ 25

近年來(lái)類似于智力競(jìng)賽類的搶答型娛樂(lè)競(jìng)技活動(dòng)越來(lái)越受到廣大群眾的歡迎，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字搶答器的功能日益豐富和完善，成本也在逐漸降低，易于擴(kuò)展、可靠性高、集成度高、功能多樣等優(yōu)點(diǎn)都使得數(shù)字搶答器得到了更加廣泛的應(yīng)用。

立足于《電子技術(shù)》這門的知識(shí)體系，力求通過(guò)本學(xué)科的一些知識(shí)來(lái)自主實(shí)現(xiàn)具有基本應(yīng)用功能的數(shù)字搶答器。希望通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，達(dá)到兩個(gè)目的，鍛煉自己的動(dòng)手實(shí)踐能力，以及用已學(xué)的知識(shí)對(duì)數(shù)字搶答器電路進(jìn)行詳盡的分析與模擬。

本次設(shè)計(jì)的數(shù)字搶答器電路主要由基本電路和擴(kuò)展電路組成，其中基本電路包括選手搶答電路、鎖存電路、主持人控制電路；擴(kuò)展電路包括倒計(jì)時(shí)電路和報(bào)警電路。通過(guò)優(yōu)先編碼器74LS148、鎖存器74LS373和譯碼器將參賽選手的輸入信號(hào)在顯示器上輸出，利用控制電路和主持人開(kāi)關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路；通過(guò)倒計(jì)時(shí)電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出，并利用蜂鳴器和指示燈實(shí)現(xiàn)報(bào)警電路。

第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求

2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)

設(shè)計(jì)一個(gè)智力競(jìng)賽搶答器。

1.基本設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）設(shè)計(jì)一個(gè)具有八個(gè)選手（序號(hào)從1到8）的搶答電路，序號(hào)和選手一一對(duì)應(yīng)；

（2）搶答器要求具有顯示選手的序號(hào)，同時(shí)禁止其他選手搶答的鎖存功能；

（3）設(shè)計(jì)主持人控制系統(tǒng)的開(kāi)始與結(jié)束電路。當(dāng)主持人發(fā)出搶答命令，并同時(shí)按下啟動(dòng)定時(shí)開(kāi)關(guān)后，八個(gè)選手通過(guò)各自的按鍵開(kāi)關(guān)發(fā)出搶答信號(hào)；

（4）報(bào)警電路：對(duì)犯規(guī)選手（包括提前搶答和超時(shí)搶答），設(shè)計(jì)有顯示搶答犯規(guī)選手序號(hào)的功能。

2.擴(kuò)展設(shè)計(jì)任務(wù)

（1）每個(gè)選手按鍵搶答問(wèn)題的同時(shí)，配有聲音提示；

（2）當(dāng)選手開(kāi)始答題的時(shí)候，系統(tǒng)開(kāi)始倒計(jì)時(shí)30s有數(shù)字顯示。計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，有聲息提示；

（3）當(dāng)主持人發(fā)出答題信號(hào)后，系統(tǒng)開(kāi)始10s倒計(jì)時(shí)，同時(shí)有數(shù)字顯示，若選手仍未搶答時(shí)間到后，停止搶答，同時(shí)具有聲音提示。

2.2 設(shè)計(jì)要求

按照設(shè)計(jì)任務(wù)提出設(shè)計(jì)方案，并完成原理圖設(shè)計(jì)、模擬仿真，按要求完成設(shè)計(jì)報(bào)告。

1.理論設(shè)計(jì)部分

•      獨(dú)立完成系統(tǒng)的原理設(shè)計(jì)。說(shuō)明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能，應(yīng)達(dá)到技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行方案論證，確定設(shè)計(jì)方案。
•      畫出電路圖，說(shuō)明各部分電路的工作原理，初步選定所使用的各種器件的主要參數(shù)及型號(hào)，列出元器件明細(xì)表。
•      系統(tǒng)中包含的中、小規(guī)模集成電路的種類至少在六種以上。
  

2.模擬仿真

•      根據(jù)理論設(shè)計(jì)用Multisim 7在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真。驗(yàn)證所設(shè)計(jì)方案的正確性。
•      分析電路的工作原理，寫出仿真報(bào)告。
  

3.安裝調(diào)試部分

•      實(shí)現(xiàn)給定的小型數(shù)字系統(tǒng)，并進(jìn)行單元測(cè)試和系統(tǒng)調(diào)試。完成系統(tǒng)功能。
•      若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，排除系統(tǒng)故障，分析并記錄系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因，并將此部分內(nèi)容寫在報(bào)告中。
  

第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1方案論證

與普通搶答器比較，本作品有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

• 具有清零裝置和搶答裝置，可由主持人操縱避免有人在主持人說(shuō)“開(kāi)始”前提前搶答違反規(guī)則。
• 具有定時(shí)功能，在30秒內(nèi)無(wú)人搶答表示所有參賽選手獲參賽對(duì)本題棄權(quán)。
• 30秒時(shí)仍無(wú)人搶答其報(bào)警電路工作表示搶答時(shí)間耗盡并禁止搶答。
  

3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.2.1  結(jié)構(gòu)框圖及說(shuō)明

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搶答電路中，由主持人控制選手的搶答電路的工作與否，在發(fā)出搶答指令的同時(shí)打開(kāi)倒計(jì)時(shí)電路，在倒計(jì)時(shí)時(shí)間范圍內(nèi)允許選手搶答。若選手超時(shí)或提前搶答，則犯規(guī)，報(bào)警電路工作，顯示電路顯示犯規(guī)選手序號(hào)。若選手正常搶答，則顯示電路顯示搶答成功的選手序號(hào)，蜂鳴器工作發(fā)出提示，進(jìn)入答題系統(tǒng)。答題系統(tǒng)由主持人發(fā)令開(kāi)始并控制倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)，在倒計(jì)時(shí)時(shí)間范圍內(nèi)，選手答題。倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)提示電路發(fā)出提示，選手停止答題，展示自己的答案。一輪數(shù)字搶答器工作完畢后，主持人可以復(fù)位控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行下一輪搶答。

3.2.2  系統(tǒng)原理圖及工作原理

圖3.2 系統(tǒng)組成框圖

如圖所示電路包括主體電路和擴(kuò)展電路兩部分。其中主體電路完成基本的搶答功能，即主持人按下控制開(kāi)關(guān)后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，數(shù)碼管顯示選手編號(hào)，同時(shí)封鎖輸入電路，其他選手搶答無(wú)效。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能以及報(bào)警功能。圖3.2所示電路的工作過(guò)程是：接通電源后，主持人將控制開(kāi)關(guān)置于“清除”處，此時(shí)搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，選手不能進(jìn)行搶答，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的時(shí)間（30s），當(dāng)主持人將控制開(kāi)關(guān)置于 “開(kāi)始”時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出聲響，搶答器處于工作狀態(tài)，同時(shí)定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，電路要完成以下功能：

（1）優(yōu)先編碼電路判斷搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后通過(guò)譯碼顯示電路在數(shù)碼管上顯示搶答者的編號(hào)；

（2）揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響；

（3）控制電路對(duì)其余輸入編碼進(jìn)行封鎖，禁止其他選手進(jìn)行搶答；

（4）控制電路要使定時(shí)器停止工作，數(shù)碼管上顯示剩余的搶答時(shí)間，當(dāng)選手將問(wèn)題回答完畢，主持人操作控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行系統(tǒng)清零，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。

3.3  單元電路設(shè)計(jì)

3.3.1單元電路工作原理

圖3.3  搶答電路

工作原理：當(dāng)主持人控制開(kāi)關(guān)處于“清零”位置時(shí)，RS觸發(fā)器的R端為低電平，輸出端（4Q～1Q）全部為低電平。于是74LS48的BI=0，顯示器滅燈；74LS148的選通輸入端ST=0，74LS148處于工作狀態(tài)，此時(shí)鎖存電路不工作。當(dāng)主持人將開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時(shí)處于工作狀態(tài)，既搶答器處于等待工作狀態(tài)，等待輸入端I7、I6、I5、I4、I3、I2、I1、I0輸入信號(hào)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148的輸出Y2Y1Y0=010，YEX=0，經(jīng)RS鎖存器后，CTR=1，BI=1，此時(shí)74LS279處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經(jīng)74LS48譯碼后，顯示器顯示出“5”。此外，CTR=1，使74LS148的ST端為高電平，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其它按鍵的輸入。當(dāng)按下的鍵松開(kāi)后，74LS148的YEX高電平，但由于CTR維持高電平不變，所以74LS148仍處于禁止工作狀態(tài)，其它按鍵的輸入信號(hào)仍不會(huì)被接受。這就保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的準(zhǔn)確性。當(dāng)優(yōu)先搶答者回答完問(wèn)題后，主持人操作控制開(kāi)關(guān)S，使搶答電路復(fù)位，以便進(jìn)行下一輪搶答。

74LS48的7，6，2，3引腳接受來(lái)自74LS192的輸出信號(hào)并把它譯碼顯示在數(shù)碼管上。74LS192的9，10，11，15引腳完成時(shí)間設(shè)定功能，本設(shè)計(jì)要求定時(shí)30秒，所以把左邊的芯片的1，15引腳接高電位，期于的全接低位，使的初始時(shí)間設(shè)定為30秒。555芯片完成產(chǎn)生秒脈沖的功能。工作過(guò)程為：搶答開(kāi)始前，74LS192的置數(shù)端為低電位，處于初始狀態(tài)，數(shù)碼管顯示為30，5引腳接高電位。搶答開(kāi)始后，秒脈沖沖推動(dòng)右邊的芯片開(kāi)始倒記時(shí)，同時(shí)右邊芯片產(chǎn)生的信號(hào)做為左邊芯片的CP信號(hào)推動(dòng)左邊的芯片倒記時(shí)，完成十進(jìn)制的倒記時(shí)功能。當(dāng)有人搶答后1Q的輸出為1，經(jīng)過(guò)非門后變?yōu)?，通過(guò)與門屏蔽了秒信號(hào)，停止記時(shí)，完成顯示搶答時(shí)間的功能。當(dāng)記到了30秒時(shí)，左邊的芯片產(chǎn)生的定時(shí)到信號(hào)輸出為低電位，也屏蔽了秒信號(hào)，使得數(shù)碼管顯示為00。

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555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率為：

f0=1/(R1+2R2)*C*ln2=1.43/(R1+2R2)*C

其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振不再工作。

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時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：

①主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)，

②當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。

③當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。

根據(jù)上面的功能要求以及圖3.3和圖3.4，設(shè)計(jì)的時(shí)序控制電路如下圖所示：

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門G1的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP的放行與禁止，門G2的作用是控制74LS148的輸入使能端ST。圖3.6（A）的工作原理是：主持人控制開(kāi)關(guān)從“清零”位置撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，來(lái)自于圖3.3中的74LS279的輸出CTR=0，經(jīng)G3反相，A=1，則從555輸出端來(lái)的時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPD時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，圖3.4中74LS192的借位輸出端BO2=1，門G2的輸出ST=0，使74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求；當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，CTR=1，經(jīng)G3反相，A=0，封鎖CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持狀態(tài)，門G2的輸出ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求；當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，圖3.4中74LS192的借位輸出端BO2=0，門G2的輸出ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答，門G1同時(shí)處于關(guān)門狀態(tài)，封鎖CP信號(hào)，使定時(shí)電路為00狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求，74LS121用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。

（5）音頻產(chǎn)生電路的設(shè)計(jì)

  本單元用于產(chǎn)生音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器工作，要使蜂鳴器工作必須給其輸入脈沖信號(hào)，因此，在該單元中我們同樣采用了555定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生方波脈沖，考慮到對(duì)脈沖信號(hào)能夠做到有效的控制，我們采用由555構(gòu)成的多諧振蕩器。

圖3.7   由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器

設(shè)電容C 原先未充電, 故 TH  = TR < VCC /3 , 此時(shí) uo  = 1 , 555內(nèi)的晶體管 T 截止 , 電源通過(guò) R1 和 R2 對(duì)電容 C 充電。在 uC 沒(méi)有充電到 2VCC /3 之前, uo 保持 1 不變。

一旦 uC 充至穩(wěn)態(tài)值 , 即 TH = TR > 2VCC /3 , 立即 uo = 0 , 同時(shí)555內(nèi)的管 T 導(dǎo)通,電容 C 放電, 一直至VCC /3 , 使得uo 回到 1 , 進(jìn)入循環(huán)。           

輸出方波的周期 T的計(jì)算:   T = T1  + T2  = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C

在電路中用到的由555定時(shí)器構(gòu)成的音頻產(chǎn)生電路如下：

該電路中555定時(shí)器的4腳接到指示控制電路中，由指示控制電路來(lái)控制音頻信號(hào)的產(chǎn)生及消失。即當(dāng)4腳來(lái)的是高電平時(shí)，該電路才能正常工作并產(chǎn)生音頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，當(dāng)4腳來(lái)的是低電平時(shí)，555定時(shí)器處于復(fù)位狀態(tài)，輸出為低電平，蜂鳴器不工作。

（6） 聲光指示電路的設(shè)計(jì)

聲光指示單元用于指示搶答的信息，能夠指示出搶答是否有效，圖1.22是聲光指示單元的電路。各單元的指示信號(hào)送給雙與非門74LS00及雙輸入或門74LS32，它將信號(hào)進(jìn)行不同的組合處理分別送給發(fā)光二極管或音頻產(chǎn)生電路來(lái)向主持人做出相應(yīng)的信號(hào)指示。圖中，DS1為無(wú)效搶答指示燈，DS2為有效搶答指示燈。

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以上就是多個(gè)單元電路的詳細(xì)分析，下面將各單元聯(lián)系起來(lái)做一次全面地分析。電路功能規(guī)定，當(dāng)SA按下后為清零狀態(tài)，此時(shí)不允許搶答，只有當(dāng)SB按下后且在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)搶答才視為有效搶答。分析如下。

（1）搶答電路開(kāi)始運(yùn)行，主持人將控制開(kāi)關(guān)置于清除位置。搶答器出于禁止工作狀態(tài)，蜂鳴器關(guān)閉，顯示電路關(guān)閉，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的10秒搶答倒計(jì)時(shí)；

（2）當(dāng)主持人開(kāi)關(guān)置于開(kāi)始位置，蜂鳴器聲音提示，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器開(kāi)始10秒搶答倒計(jì)時(shí)；

（3）10秒倒計(jì)時(shí)內(nèi)，若有選手成功搶答，鎖存器工作，顯示電路顯示選手編號(hào)，同時(shí)亮綠燈，禁止其他選手再次搶答，蜂鳴器聲音提示，計(jì)時(shí)器開(kāi)始顯示30秒答題倒計(jì)時(shí)；

（4）若有人在主持人開(kāi)關(guān)開(kāi)始前搶答，或者當(dāng)10秒搶答倒計(jì)時(shí)結(jié)束后再由選手搶答，報(bào)警啟動(dòng)，有蜂鳴聲，同時(shí)亮起紅燈。

（5）當(dāng)選手搶答成功后，主持人將開(kāi)始答題開(kāi)關(guān)打開(kāi)，30秒答題計(jì)時(shí)系統(tǒng)開(kāi)始工作，倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，蜂鳴器報(bào)警，禁止選手超時(shí)作答

3.3.2元件參數(shù)選擇

第4章軟件仿真

4.1 仿真電路圖

如下圖所示：

圖4.1 仿真電路圖

4.2 仿真過(guò)程

按上述原理設(shè)計(jì)出整個(gè)電路，用Multisim12軟件進(jìn)行EDA仿真調(diào)試，首先讓選手的1-8的按鍵彈起，點(diǎn)擊仿真按鈕，主持人清零開(kāi)關(guān)J9和定時(shí)器開(kāi)關(guān)J10同時(shí)閉合，實(shí)現(xiàn)對(duì)選手搶答數(shù)碼管清零和對(duì)定時(shí)器數(shù)碼管置數(shù)的功能，然后斷開(kāi)J9和J10，讓選手進(jìn)行搶答，通過(guò)仿真調(diào)試，該電路完全能夠?qū)崿F(xiàn)搶答器設(shè)計(jì)要求的基本功能和擴(kuò)展功能。

第2路搶答器搶答后的顯示，同時(shí)發(fā)光二極管指示燈發(fā)光，如下圖：

圖4.2 搶答結(jié)果

CTR端的示波器波形，撥動(dòng)開(kāi)關(guān)后，CTR上跳，有人搶答時(shí)，CTR下跳，如下圖所示：

圖4.3 示波器波形圖

倒計(jì)時(shí)開(kāi)始后開(kāi)始計(jì)數(shù)，同時(shí)倒計(jì)時(shí)指示燈亮直到倒數(shù)到0秒熄滅，如下圖所示：

圖4.4 顯示結(jié)果

倒計(jì)時(shí)開(kāi)始后開(kāi)始計(jì)數(shù)，同時(shí)倒計(jì)時(shí)指示燈亮直到倒數(shù)到0秒熄滅，計(jì)時(shí)器個(gè)位減到0時(shí)，BO1出現(xiàn)一個(gè)下跳；計(jì)時(shí)器十位減到0時(shí)，BO2出現(xiàn)一個(gè)下跳，如下圖所示：

圖4.5 示波器波形圖

4.3 仿真結(jié)果

主持人打開(kāi)開(kāi)關(guān)搶答開(kāi)始計(jì)時(shí)，有人搶答后顯示編號(hào)且顯示剩余時(shí)間。時(shí)間到00后報(bào)警燈亮且無(wú)法搶答。而提前搶答和超時(shí)搶答時(shí)會(huì)由蜂鳴器發(fā)聲，進(jìn)行報(bào)警。該仿真完全達(dá)到要求。

第5章 安裝調(diào)試

5.1 安裝調(diào)試過(guò)程

電子電路的組裝與調(diào)試在電子設(shè)計(jì)技術(shù)中占有重要位置。它是對(duì)理論設(shè)計(jì)進(jìn)行檢 驗(yàn)、修改和完善的過(guò)程，任何一個(gè)新產(chǎn)品往往都是在安裝、調(diào)試并反復(fù)改多次方能最終完成。

組裝電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)              所有元器件在組裝前應(yīng)盡可能全部測(cè)試一遍，以保證所用元器件均合格。

2)              所有集成電路的組裝方向要保持一致，以便于正確布線和查線。

3)              組裝分立元件時(shí)應(yīng)使其標(biāo)志朝上或朝向易于觀察的方向，以便于查找和更換。

4)              對(duì)于有極性的元件，例如電解電容器、晶體二極管等，組裝時(shí)一定要特別注意，切勿搞錯(cuò)。

5)              為了便于查線，可根據(jù)連接線的不同作用選擇不同顏色的導(dǎo)線。一般習(xí)慣是正電源用紅色線、負(fù)電源用藍(lán)色線、地線用黑色線、信號(hào)線用黃色線等。

6)              連線盡量做到橫平豎直。連線不允許跨接在集成電路上，必須從其周圍通過(guò)。同時(shí)應(yīng)盡可能做到連線不互相重疊、不從元器件上方通過(guò)。

7)              為使電路能夠正常工作與調(diào)測(cè)，所有地線必須連接在一起，形成一個(gè)公共參考點(diǎn)。

正確的組裝方法和合理的布局，不僅可使電路整齊美觀、工作可靠，而且便于檢查、調(diào)試和排除故障。如果能在組裝前先擬訂出組裝草圖，則可獲得事半功倍之效果，使組裝既快又好。

5.2 故障分析

連接完成后，報(bào)警電路工作異常。經(jīng)排查，導(dǎo)線連接正確，各元件完好。后借助儀器檢查出損壞導(dǎo)線，更換后電路正常。

第6章 結(jié)論

本設(shè)計(jì)基本完成了老師的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)全部的功能。能八路搶答，能定時(shí)搶答，也能報(bào)警，清零。

    在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，遇到不少的問(wèn)題。一開(kāi)始不知道該使用什么芯片去做實(shí)驗(yàn)，復(fù)習(xí)老師講過(guò)的課件，熟悉芯片的功能，同時(shí)去圖書館借有關(guān)書籍，看看哪些芯片能達(dá)到編碼，譯碼，鎖存等，以及重新溫習(xí)了上個(gè)學(xué)期的《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)》書本。經(jīng)過(guò)資料的搜集，基本確定了用哪類芯片達(dá)到哪類功能。然后就研究電路圖，仔細(xì)對(duì)照真值表連接電路圖，并畫好電路圖草稿。畫好電路圖后，然后在電腦上模擬，一開(kāi)始在電腦上畫好電路圖后，仿真也不過(guò)，存在幾個(gè)錯(cuò)誤，慢慢檢查后，是連線的錯(cuò)誤，有幾個(gè)地方是不該接在一起的，從而造成了一個(gè)輸入端有兩個(gè)輸入量。在排除錯(cuò)誤后，經(jīng)過(guò)了仿真，但是數(shù)碼管完全沒(méi)有反應(yīng)，檢查后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵谕ㄟ^(guò)與非門進(jìn)行清零的時(shí)候，接線錯(cuò)誤導(dǎo)致令74LS279一直不工作，改過(guò)錯(cuò)誤后，數(shù)碼管能正確顯示，選手也能搶答，但是搶答時(shí)間到了，74LS192還是在計(jì)數(shù)，不能在00那里停止，于是改進(jìn)電路圖，使74LS192的十位的BON連到一個(gè)脈沖上。上面是一些問(wèn)題和解決方法，其實(shí)遇到的問(wèn)題遠(yuǎn)不止這些，不過(guò)現(xiàn)在回想起來(lái)都是一些很低級(jí)的錯(cuò)誤，有時(shí)候是因?yàn)榇中拇笠庠斐傻腻e(cuò)誤，有時(shí)候是因?yàn)闆](méi)有認(rèn)真看芯片的真值表而造成的。

    經(jīng)過(guò)了這次設(shè)計(jì)，我收獲良多。在一開(kāi)始的時(shí)候，很擔(dān)心自己不能完成實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樯蠈W(xué)期的數(shù)字邏輯不是學(xué)得很好，造成信心不是很足。后來(lái)也證明了我是可以獨(dú)立完成的。在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候，考慮的不是很全面，以及畫電路圖的時(shí)候沒(méi)有很細(xì)心謹(jǐn)慎地工作，造成了一些低級(jí)錯(cuò)誤。所以經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)，我提高了自己的動(dòng)手能力，也增強(qiáng)了自己的信心。同時(shí)讓我知道在工作的時(shí)候要保持細(xì)致嚴(yán)密的工作態(tài)度，這樣會(huì)事半功倍。

第7章 使用儀器設(shè)備清單

1. 74LS148的引腳圖和邏輯功能表

2. 74121的邏輯功能表和引腳圖（代替74LS121）

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3. 74LS279的邏輯功能表和引腳圖

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4. 74LS192的邏輯功能表和引腳圖

參考文獻(xiàn)

1.李景宏，馬學(xué)文.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程.沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社.2000

2.王永軍，李景華編著.數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng).北京：電子工業(yè)出版社，2002

3.高吉祥，易凡編著.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2002

4.陳大欽編著. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn). 北京：高等教育出版社，2000

收獲、體會(huì)和建議

由為期數(shù)天的設(shè)計(jì)實(shí)踐，主要獲得以下幾點(diǎn)總結(jié)和體會(huì)。這次設(shè)計(jì)是通過(guò)查閱多種資料、與同學(xué)討論以及獨(dú)立思考設(shè)計(jì)出來(lái)的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，用到了本學(xué)期所學(xué)過(guò)的各個(gè)集成芯片，因此我對(duì)它們的功能和運(yùn)用有了更深一步的了解。同時(shí)通過(guò)Multisim軟件對(duì)電路進(jìn)行模擬仿真，從而使設(shè)計(jì)結(jié)果得到了驗(yàn)證。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，我了解到模擬電路和數(shù)字電路之間的聯(lián)系，對(duì)單元功能電路的理解和運(yùn)用能力有了一定的提高。

將理論與實(shí)踐相結(jié)合，知識(shí)的價(jià)值才會(huì)真正體現(xiàn)出來(lái)，但將所學(xué)的知識(shí)合理有效的應(yīng)用于實(shí)踐中，是很艱難的。然而面對(duì)困難我們需要勇氣和執(zhí)著，如果缺乏勇氣不能在挫折面前我們便會(huì)不知所措，不愿有所作為，這樣是不會(huì)有進(jìn)展的。一開(kāi)始接觸這樣綜合性的電路實(shí)驗(yàn)，我心里很沒(méi)底，不知從何處著手。但是指導(dǎo)老師的指點(diǎn)和查閱的一些資料讓我漸漸理清思路。另外還想提一下的就是Multisim的使用，開(kāi)始的時(shí)候?qū)ultisim很不熟悉，但是摸索一段時(shí)間，我們還是能用它來(lái)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)的。當(dāng)然要進(jìn)行一項(xiàng)比較復(fù)雜的實(shí)踐時(shí)，光有勇氣還是不夠的，更加需要執(zhí)著的付出。

這次的設(shè)計(jì)主要是關(guān)于數(shù)字電路的知識(shí)，譬如多諧震蕩器的原理，其周期的計(jì)算，模式開(kāi)關(guān)電路的設(shè)計(jì)，各種芯片（主要是74LS373和74LS148等）的結(jié)構(gòu)與功能等。這時(shí)需要靜下心來(lái)復(fù)習(xí)，把電路的各個(gè)部分原理弄清楚。

基于以上所述，總的來(lái)說(shuō)就是三點(diǎn)。一，端正態(tài)度，認(rèn)真負(fù)責(zé)。要像對(duì)待理論學(xué)習(xí)一樣，認(rèn)真地參與實(shí)踐，將理論聯(lián)系實(shí)際，在實(shí)踐中檢驗(yàn)理論，升華理論知識(shí)。認(rèn)真聽(tīng)取指導(dǎo)教師的意見(jiàn)和建議，不斷改進(jìn)。二，堅(jiān)持付出，不懼失敗。在實(shí)踐活動(dòng)中，我們可能會(huì)遇到各種各樣的困難，經(jīng)歷很多失敗，這是必然的，但面對(duì)困難與失敗，我們要迎難而上，要有一股不出結(jié)果不罷休的精神。三，勇于創(chuàng)新，精益求精。在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，取得更大的進(jìn)步。

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