標(biāo)題: 74HC147+373+4511數(shù)字四路搶答器電路Proteus仿真設(shè)計與調(diào)試 [打印本頁]

作者: 絕明李干    時間: 2019-7-1 11:19
標(biāo)題: 74HC147+373+4511數(shù)字四路搶答器電路Proteus仿真設(shè)計與調(diào)試
1. 設(shè)計內(nèi)容及要求
2.1 設(shè)計思路
2.2設(shè)計思路框圖
3 電路仿真
4. 實物測試結(jié)果及分析
4.1測試結(jié)果
4.2結(jié)果分析
5.總結(jié)
參考資料
附錄:
元器件清單
元器引腳圖

1. 設(shè)計內(nèi)容及要求
四路搶答器電路的設(shè)計,具體要求如下:
(1)四名參賽選手每人控制一個按鍵,進行搶答。
(2)有選手搶答成功時,該選手對應(yīng)的發(fā)光二極管亮,且數(shù)碼管顯示其組別號碼,其他選手搶答器失效。
(3)主持人控制一個按鍵,進行清零復(fù)位。
2. 設(shè)計方案
2.1 設(shè)計思路
  分析要求然后確定主要元器件完成主要功能,然后將其他簡單功能拼接到主功能。(1)當(dāng)選手搶答成功后其對應(yīng)的發(fā)光二極管亮,此功能需要4個發(fā)光二極管和四個1K歐姆電阻與搶答按鍵相連。(2)當(dāng)有選手搶答成功后,數(shù)碼管顯示其選手組號,這需要一個數(shù)碼管,要讓數(shù)碼管出現(xiàn)對應(yīng)組號需要編碼器和譯碼器,所以我們選擇了74HC147編碼器還有4511譯碼器完成此功能。(3)當(dāng)一名選手搶答成功后,其他選手搶答器失效,要完成此功能就需要一個適合的鎖存器,我們這里選擇了74LS373鎖存器。(4)主持人控制一個按鍵,按下進行復(fù)位清零這里需要一個復(fù)位電路。當(dāng)將需要的元器件還有大致流程弄清晰后,開始用仿真軟件仿真,先將主干電路仿真出來,然后將復(fù)位電路連上主干電路上,完成完整仿真電路,然后進行PCB繪畫,將電路板焊接完成。

3 電路仿真
   圖3.1為四路搶答器設(shè)計仿真圖

                       圖3-1 四路搶答器仿真圖


4. 實物測試結(jié)果及分析
4.1測試結(jié)果
打開電源開關(guān),數(shù)碼管亮并顯示零,當(dāng)某個選手按下?lián)尨鸢粹o時,數(shù)碼管顯示對應(yīng)數(shù)字,并且對應(yīng)發(fā)光二極管亮。且其他選手搶答器失效,完成了鎖存功能。按下主持人的復(fù)位按鍵后,數(shù)碼管顯示零,并且所有選手搶答器恢復(fù)使用。圖4.1為1號選手按下按鈕的顯示圖,并且其他選手搶答器無效。圖4.2為按下復(fù)位鍵后的顯示圖,所有選手的搶答器恢復(fù)使用。
               
                             圖4.1

               
                             圖4.2

4.2結(jié)果分析
看圖3-1四路搶答器仿真圖,以一號選手為例,當(dāng)一號選手按下?lián)尨鹌,低電平信號傳?4LS373鎖存器中,然后傳入一號選手對應(yīng)的發(fā)光二極管中讓二極管亮。此低電平信號也傳入右側(cè)的U3門中變成高電平信號,在與復(fù)位電路傳出的高電平信號一起進入U13與非門中變成低電平信號,進入74LS373中的LE引腳,完成鎖存功能。
1號選手的信號從74LS373中2號引腳出來從11引腳進入74LS373編碼器中,在經(jīng)過非門進入4511譯碼器中編譯,最后在數(shù)碼管中輸出一號選手對應(yīng)序號。圖4.3為原理圖,圖4.4為PCB圖。
              

                          圖4.3

                           圖4.4


5.總結(jié)
課程設(shè)計剛開始的時候不知道從何下手從百度上獲得了靈感,了解了搶答器實現(xiàn)的關(guān)鍵所在就是鎖存。從這一方面下手使我們
輕松了許多,一開始我們利用74LS279進行鎖存,通過控制74LS148實現(xiàn)主持人功能,仿真電路能行,但是在實際pcb板打出來的時候我們發(fā)現(xiàn)是不可行的,雖然仿真圖能實現(xiàn)我們的功能,但是實際并不能實現(xiàn),違反了邏輯,所以我們從頭出發(fā),通過設(shè)計的關(guān)鍵點鎖存入手,我們又找到了74LS373,我們通過對其OE和LE口的控制實現(xiàn)了鎖存。
從這次設(shè)計我們獲得了很多的實際操作的經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)了很多不必要的錯誤,為以后的實際工程操作打下了基礎(chǔ)。同時這次我們也學(xué)會了怎么設(shè)計pcb板,怎么實現(xiàn)原理圖的功能。

附錄:

                             總電路圖
元器件清單
74LS373鎖存器   1個
74HC147編碼器   1個
4511             1個
數(shù)碼管           1個
10K電阻         5個
1K電阻          4個
發(fā)光二極管       4個
按鍵開關(guān)         5個
與非門           2個
非門             4個

元器引腳圖
        
74LS373              4511                74LS14


  
   4HC00





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