標(biāo)題: 數(shù)字搶答器-數(shù)電課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)論文 [打印本頁]
作者: ywwimmortals    時(shí)間: 2017-6-24 08:53
標(biāo)題: 數(shù)字搶答器-數(shù)電課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)論文

設(shè)計(jì)題目：數(shù)字搶答器設(shè)計(jì)
學(xué)    院：工學(xué)院

專    業(yè)：電氣工程及自動(dòng)化

設(shè) 計(jì) 者：

學(xué)    號(hào)：

指導(dǎo)老師：

設(shè)計(jì)時(shí)間：

目  錄

摘要 ………………………………………………………………………………………………1

1 引言…………………………………………………………………………………1

2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求………………………………………………………………… 1

3總體設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………………… 1

3.1 設(shè)計(jì)原理及相關(guān)說明…………………………………………………………1

3.2  總體設(shè)計(jì)圖………………………………………………………………… 1

4 相關(guān)元器件功能簡(jiǎn)介

4.1 74HC138 ………………………………………………………………………2

4.1.1功能簡(jiǎn)介………………………………………………………………2

4.1.2 元器件圖片……………………………………………………………2

4.2 74LS48…………………………………………………………………………2

4.2.1功能簡(jiǎn)介………………………………………………………………2

4.2.2 元器件圖片……………………………………………………………3

4.3 74LS279 ………………………………………………………………………3

4.3.1功能簡(jiǎn)介………………………………………………………………3

4.3.2 元器件圖片……………………………………………………………3

4.4 74LS192……………………………………………………………………… 4

4.4.1功能簡(jiǎn)介………………………………………………………………4

4.4.2 元器件圖片……………………………………………………………4

4.5 74LS148……………………………………………………………………… 4

4.5.1功能簡(jiǎn)介………………………………………………………………4

4.5.2 元器件圖片……………………………………………………………5

4.6 74LS48…………………………………………………………………………6

4.6.1功能簡(jiǎn)介………………………………………………………………6

4.6.2 元器件圖片……………………………………………………………7

5 單元設(shè)計(jì)電路

5.1 自鎖電路………………………………………………………………………7

5.1.1功能……………………………………………………………………7

5.1.2 自鎖電路如圖所示……………………………………………………7

      5.1.3自鎖電路原理及功能實(shí)現(xiàn)……………………………………………8

5.2 組別顯示電路…………………………………………………………………8

5.2.1功能……………………………………………………………………8

5.2.2 組別顯示電路如圖所示………………………………………………8

      5.2.3組別顯示電路原理及功能實(shí)現(xiàn)………………………………………9

5.3 報(bào)警電路……………………………………………………………………10

5.3.1功能………………………………………………………………… 10

5.3.2 報(bào)警電路如圖所示…………………………………………………10

      5.3.3報(bào)警電路原理及功能實(shí)現(xiàn)

5.4 倒計(jì)時(shí)電路………………………………………………………………… 12

5.4.1功能………………………………………………………………… 12

5.4.2 倒計(jì)時(shí)電路如圖所示……………………………………………… 12

      5.4.3倒計(jì)時(shí)電路原理及功能實(shí)現(xiàn)

5.5 計(jì)分電路…………………………………………………………………… 13

5.5.1功能………………………………………………………………… 13

5.5.2 計(jì)分電路如圖所示………………………………………………… 13

      5.5.3計(jì)分電路原理及功能實(shí)現(xiàn)…………………………………………14

5.6 總體電路功能………………………………………………………………14

結(jié)論…………………………………………………………………………………15

致謝…………………………………………………………………………………16

參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………16

附錄1元器件清單…………………………………………………………………17

附錄2實(shí)物圖………………………………………………………………………18

附錄3總電路圖……………………………………………………………………20

附錄4仿真結(jié)果圖…………………………………………………………………21

附錄5 Altium Designer原理圖…………………………………………………22

摘要
在搶答比賽中，為了準(zhǔn)確、公正、直觀地判斷出第一搶答者，往往會(huì)設(shè)置一臺(tái)搶答器，通過數(shù)顯、燈光及音響等多種手段指示出第一搶答者。該搶答電路中包含記分電路，記錄當(dāng)前選手的分?jǐn)?shù)，還有犯規(guī)電路顯示超時(shí)搶答選手提前搶答選手的選手號(hào)，同時(shí)擁有犯規(guī)報(bào)警和搶答成功報(bào)警等多種功能。營(yíng)造一種公平、公正的競(jìng)賽環(huán)境。
1、引言
電視中我們經(jīng)�？吹揭恍└�(jìng)賽，選手之間進(jìn)行一場(chǎng)競(jìng)賽，為了競(jìng)賽的公平，如果同時(shí)有多個(gè)選手按下?lián)尨鸢粹o，由于人的感官判別先后時(shí)間順序有限，可能會(huì)造成選手同時(shí)按下按下?lián)尨鸬募傧�，但是選手的搶答總有先后時(shí)間順序，這樣就可能帶來不公平，不過搶答器解決了競(jìng)賽中的這個(gè)不足，第一個(gè)選手按下后即鎖定該選手的號(hào)碼，第二個(gè)選手按下無效，從而使比賽得以進(jìn)行下去。
2、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求
   2.1設(shè)計(jì)制作一個(gè)可容納五組參賽的數(shù)字式搶答器，每組設(shè)置一個(gè)搶答按鈕供搶答者使用。
2.2參賽者按搶答開關(guān)，則該組指示燈亮并用組別顯示電路顯示出搶答者的組別，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出間歇性報(bào)警聲2~3s。此時(shí)，電路應(yīng)具備自鎖功能，使別組的搶答開關(guān)不起作用。
2.3設(shè)置記分電路。每組在開始時(shí)預(yù)置成100分，搶答后由主持人記分，答對(duì)一次加10分，否則減10分。
2.4設(shè)置犯規(guī)電路。對(duì)提前搶答和超時(shí)搶答的組別鳴喇叭示警，并由組別電路顯示出犯規(guī)組別。
3、總體設(shè)計(jì)方案
3.1、設(shè)計(jì)原理及相關(guān)說明
首先主持人按下?lián)尨痖_關(guān)之前，先將每位選手的分?jǐn)?shù)置為一百，每位選手的分?jǐn)?shù)相同，從同一個(gè)起點(diǎn)開始搶答，如果搶答成功加十分，如果搶答失敗減十分，主持人按下?lián)尨鹬�，如果有選手按下?lián)尨鸢粹o視為提前搶答，犯規(guī)電路會(huì)顯示犯規(guī)選手的號(hào)碼，同時(shí)蜂鳴器會(huì)響，提示選手犯規(guī)。
如果選手搶答成功，此時(shí)顯示選手的號(hào)碼，同時(shí)由555定時(shí)器和74LS192組成倒計(jì)時(shí)電路，設(shè)置倒計(jì)時(shí)為3秒，通過選手控制開關(guān)置為高電平，使74LS192置位端有效，從而產(chǎn)生間歇性報(bào)警聲。
如果選手在30秒內(nèi)沒有搶答，則數(shù)碼管顯示00，此時(shí)七段字符譯碼器輸出為固定值不變，則通過與非門，當(dāng)達(dá)到00狀態(tài)時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，提示搶答時(shí)間已過，搶答無效。
3.2總體設(shè)計(jì)圖
4.相關(guān)元器件功能簡(jiǎn)介
4.1 74HC138
4.1.1功能簡(jiǎn)介
74HC138是三線八線譯碼器，就是把三種輸入狀態(tài)翻譯成八種輸出狀態(tài)。74HC138有1~6一共6個(gè)輸入管腳，其中4、5、6是使能管腳，只有當(dāng)E1為高電平E2、E3為低電平時(shí)，74HC138才能正常工作。
4.1.2元器件圖片
4.2 74LS48
4.2.1功能簡(jiǎn)介
74LS48除了有實(shí)現(xiàn)7段顯示譯碼器基本功能的輸入（DCBA）和輸出（QA～QG）端外，74LS48還引入了燈測(cè)試輸入端（LT）和動(dòng)態(tài)滅零輸入端（RBI），以及既有輸入功能又有輸出功能的消隱輸入/動(dòng)態(tài)滅零輸出（BI/RBO）端。
（1）7段譯碼功能（LT=1，RBI=1）
在燈測(cè)試輸入端（LT）和動(dòng)態(tài)滅零輸入端（RBI）都接無效電平時(shí)，輸入DCBA經(jīng)7448譯碼，輸出高電平有效的7段字符顯示器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，顯示相應(yīng)字符。除DCBA = 0000外，RBI也可以接低電平。
（2）消隱功能（BI=0）
此時(shí)BI/RBO端作為輸入端，該端輸入低電平信號(hào)時(shí)，表1倒數(shù)第3行，無論LT 和RBI輸入什么電平信號(hào)，不管輸入DCBA為什么狀態(tài)，輸出全為“0”，7段顯示器熄滅。該功能主要用于多顯示器的動(dòng)態(tài)顯示。
（3）燈測(cè)試功能（LT = 0）
此時(shí)BI/RBO端作為輸出端， 端輸入低電平信號(hào)時(shí)，表1最后一行，與 及DCBA輸入無關(guān)，輸出全為“1”，顯示器7個(gè)字段都點(diǎn)亮。該功能用于7段顯示器測(cè)試，判別是否有損壞的字段。
（4）動(dòng)態(tài)滅零功能（LT=1，RBI=1）
此時(shí)BI/RBO端也作為輸出端，LT 端輸入高電平信號(hào)，RBI 端輸入低電平信號(hào)，若此時(shí)DCBA = 0000，表1倒數(shù)第2行，輸出全為“0”，顯示器熄滅，不顯示這個(gè)零。DCBA≠0，則對(duì)顯示無影響。該功能主要用于多個(gè)7段顯示器同時(shí)顯示時(shí)熄滅高位的零。
4.2.2元器件圖片
4.3 74LS279
4.3.1功能簡(jiǎn)介
74LS279就是4R-S觸發(fā)器，每片上有四路R-S觸發(fā)器。每路R-S觸發(fā)器有R和S兩個(gè)輸入和一個(gè)輸出端Q。
當(dāng)S輸入低電平（0）時(shí)，輸出Q為低電平（0）；
當(dāng)S輸入高電平（1）時(shí)，如果R輸入低電平（0），則Q為高電平（1）；
當(dāng)S輸入高電平（1）時(shí)，如果R輸入低電平（1），則Q保持不變。
4.3.2元器件圖片
4.4 74LS192
4.4.1功能簡(jiǎn)介
74LS192是雙時(shí)鐘方式的十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。UP為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端，DN為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端。PL為預(yù)置輸入控制端，異步預(yù)置。MR為復(fù)位輸入端，高電平有效，異步清除。TCU為進(jìn)位輸出：1001狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出，TCD為借位輸出：0000狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出。
4.4.2元器件圖片
4.5 74LS148
4.5.1功能簡(jiǎn)介

優(yōu)先編碼器允許同時(shí)輸入兩個(gè)以上的編碼信號(hào)，編碼器對(duì)所有輸入的信號(hào)規(guī)定了優(yōu)先順序，當(dāng)多個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)最高的一個(gè)進(jìn)行編碼。74LS148是集成8-3線優(yōu)先編碼器產(chǎn)品，根據(jù)邏輯電路可以寫出輸出與輸入變量之間的邏輯函數(shù)式為
當(dāng)EI=1時(shí)，編碼輸出端A0、A1、A2均被鎖定在高電平狀態(tài)，只有在EI=0的條件下，編碼器才能正常工作。故為控制端，又稱選通輸入端，且為低電平有效。
輸入                                                輸出
EI              0              1              2              3              4              5              6             7                  A2              A1              A0              EO              GS
1              ×              ×              ×              ×              ×              ×              ×             ×                  1              0              1              1              1
0              1              1              1              1              1              1              1             1                  1              0              1              0              1
0              ×              ×              ×              ×              ×              ×              ×             0                  0              0              0              1              0
0              ×              ×              ×              ×              ×              ×              0             1                  0              0              1              1              0
0              ×              ×              ×              ×              ×              0              1             1                  1              1              0              1              0
0              ×              ×              ×              ×              0              1              1             1                  1              1              1              1              0
0              ×              ×              ×              0              1              1              1             1                  0              1              0              1              0
0              ×              ×              0              1              1              1              1             1                 0              1              1              1              0
0              ×              0              1              1              1              1              1             1                  1              0              0              1              0
0              0              1              1              1              1              1              1             1                  1              0              1              1              0
表1 74LS148邏輯功能表
在表1中，符號(hào)“×”表示任意狀態(tài)（0或1，即輸入端有無信號(hào)）。從表1可以看出，優(yōu)先編碼器74LS148的邏輯功能具有以下特點(diǎn)：
（1）控制端EI=1時(shí)，無論輸入端有無信號(hào)，輸出端都被鎖定在高電平，編碼器不工作；只有當(dāng)控制端EI=0時(shí)，編碼器才能正常工作，所以控制端為低電平有效。
（2）編碼器輸出端A2、A1、A0對(duì)應(yīng)輸入端0～7的低電平狀態(tài)，即輸入端為低電平時(shí)認(rèn)為該輸入端有編碼輸入信號(hào)，所以輸入端也是低電平有效。
（3）在EI=0的狀態(tài)下，允許輸入端0～7中有多個(gè)輸入端為低電平狀態(tài)（即有編碼器輸入信號(hào)），但編碼輸出端在同一個(gè)時(shí)刻只對(duì)一個(gè)編碼輸入信號(hào)進(jìn)行編碼輸出。即輸入端的編碼輸入信號(hào)具有優(yōu)先級(jí)。74LS148優(yōu)先編碼器的輸入端中7的優(yōu)先級(jí)最高，0的優(yōu)先級(jí)最低。當(dāng)7=0時(shí)，無論其他輸入端有無信號(hào)。輸出端只給出的編碼，即A2A1A0=0，其他依次類推。
（4）只有當(dāng)控制端EI=0（編碼器處于工作狀態(tài)），且所有的編碼輸入端0～7都是高電平（即都沒有編碼輸入信號(hào)時(shí)）選通輸出端為低電平。因此E0=0表示編碼器工作，但輸入端沒有編碼信號(hào)輸入。因?yàn)镋O=0能確定編碼器的狀態(tài)，因此又稱選通輸出端低電平有效。
（5）當(dāng)控制端EI=0（編碼器處于工作狀態(tài)），且編碼器輸入端有編碼信號(hào)輸入（低電平）時(shí)，擴(kuò)展輸出端GS輸出低電平。因此GS=0表示編碼器工作，且有編碼信號(hào)輸入。因?yàn)镚S=0能確定編碼器的狀態(tài)，因此又稱擴(kuò)展輸出端低電平有效。
（6）從表1中可以看出，編碼器有3種A2A1A0=111的狀態(tài)，可以根據(jù)選通輸出EO和擴(kuò)展輸出GS的狀態(tài)區(qū)分此時(shí)編碼器的工作狀態(tài)。E0=0表示編碼器工作但沒有編碼信號(hào)輸入，此時(shí)A2A1A0=111；GS=0表示編碼器工作且有編碼信號(hào)輸入，所以此時(shí)A2A1A0=111表示０=0的編碼；E0=1且GS =1編碼器沒有工作，此時(shí)A2A1A0=111。
因?yàn)?4LS148優(yōu)先編碼器由8個(gè)編碼輸入信號(hào)、3個(gè)編碼輸出端信號(hào)，因此又稱為8-3線優(yōu)先編碼器。
4.5.2元器件圖片
4.6 555定時(shí)器
4.6.1功能簡(jiǎn)介
55定時(shí)器5內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3。
555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端為高電平。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為低電平。
它的各個(gè)引腳功能如下：
1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。
2腳：低觸發(fā)端TR。
3腳：輸出端Vo
4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。
5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚�(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。
6腳：高觸發(fā)端TH。
7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。
8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。
在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為低電平的情況下，555時(shí)基電路的功能表如表２示。
表 1
清零端　　高觸發(fā)端TH　　低觸發(fā)端　　　Q　　　放電管T　　　　　功能
　0　　　　　x　　　　　　　x　　　　　0　　　　導(dǎo)通　　　　　直接清零
　1　　　　　0　　　　　　　1　　　　　x　　保持上一狀態(tài)　　保持上一狀態(tài)
　1　　　　　1　　　　　　　0　　　　　x　　保持上一狀態(tài)　　保持上一狀態(tài)
　1　　　　　0　　　　　　　0　　　　　1　　　導(dǎo)通截止　　　　　置1
4.6.2元器件圖片
5.單元電路設(shè)計(jì)
5.1自鎖電路
5.1.1功能：第一次輸入有效，將第一次輸入對(duì)應(yīng)的輸出鎖定，第二次輸入任意值，輸出不產(chǎn)生影響，仍保持第一次輸出不變。
5.1.2自鎖電路如圖所示：
有效搶答自鎖電路
提前搶答自鎖電路
5.1.3自鎖電路原理及功能實(shí)現(xiàn)：
當(dāng)主持人打開初始化開關(guān)后，不管是否提前搶答，第一個(gè)選手按下按鈕后，74LS279的4Q輸出端變?yōu)楦唠娖剑唠娖綄?4LS148的EI端置為高電平，由于74LS148低電平輸入有效，高電平輸入無效，所以此時(shí)如果有第二個(gè)選手按下按鍵，74LS148輸入端無效，因此輸出保持第一位選手的輸出信號(hào)不變。從而達(dá)到了自鎖的功能。
4.2組別顯示電路
5.2.1功能：顯示選手組別
5.2.2組別顯示電路如圖所示
有效搶答組別顯示
犯規(guī)電路組別顯示
有效搶答組別二極管顯示
5.2.3組別顯示電路原理及功能實(shí)現(xiàn)：
74LS279輸出為二進(jìn)制的形式，74LS48是七段字符譯碼器，將輸入的數(shù)值與數(shù)碼管的發(fā)光二極管，使其顯示0~9十位數(shù)字，由于本電路中只需要用到1~5這五個(gè)數(shù)字，所以用不到D輸入端，故D輸入端為低電平。一開始BI/RBO為低電平，此時(shí)DCBA無論輸入為什么狀態(tài)，七段字符譯碼器輸出都為低電平，當(dāng)BI/RBO為高電平時(shí)輸入有效。
當(dāng)選手有效搶答后，74HC138為3線-8線譯碼器，將輸入的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的輸出。輸出低電平有效。用非門取反后接入發(fā)光二極管，相應(yīng)的二極管與選手組別相對(duì)應(yīng)，當(dāng)搶答有效時(shí)，改組別的二極管亮。
5.3報(bào)警電路
5.3.1功能：
對(duì)提前搶答、超時(shí)搶答以及搶答成功進(jìn)行報(bào)警，搶答成功為2~3秒間歇報(bào)警。
5.3.2報(bào)警電路如圖所示:
提前搶答報(bào)警電路
超時(shí)搶答報(bào)警電路
有效搶答報(bào)警部分電路（1）
有效搶答報(bào)警部分電路（2）
有效搶答報(bào)警部分電路（3）
5.3.3報(bào)警電路原理及功能實(shí)現(xiàn)
74LS192為雙時(shí)鐘方式的十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，PL端為置數(shù)控制端，低電平有效，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，D3D2D1D0輸入有效，TCD為借位輸出，當(dāng)數(shù)值變?yōu)?時(shí)，借位輸出端為低電平，為倒計(jì)時(shí)為0，TCD為高電平。當(dāng)555定時(shí)器組成的時(shí)鐘脈沖輸出為高電平時(shí)，同時(shí)TCD為高電平，二者相與輸出為高電平才能給DN一個(gè)上升沿，導(dǎo)致輸出減一。通過時(shí)鐘脈沖、TCD的輸出以及有效搶答相與使喇叭一極產(chǎn)生3秒變化的高低電平，從而使喇叭出現(xiàn)間歇性導(dǎo)通，從而間歇性報(bào)警。蜂鳴器BUZZER有源，只要加電壓就響，Sounder和Speaker無源，需要有波形的電壓才能響。
5.4倒計(jì)時(shí)電路
5.4.1功能：
從某一指定數(shù)值進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。當(dāng)主持人按下開關(guān)時(shí)倒計(jì)時(shí)開始。
5.4.2倒計(jì)時(shí)電路如圖所示：
5.4.3倒計(jì)時(shí)電路原理及功能實(shí)現(xiàn)：
當(dāng)主持人按下?lián)尨鸢存I，使PL接入低電平，因?yàn)镻L為置數(shù)端，低電平有效，使初始值設(shè)為D3D2D1D0二進(jìn)制表示的值，從而使其初始化，當(dāng)主持人開關(guān)打開后，置數(shù)端為高電平，所以D3D2D1D0端口輸入無效，兩個(gè)74LS192組成了十進(jìn)制的兩位數(shù)，此時(shí)的555定時(shí)器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖，U7為低位，U6為高位，當(dāng)U7數(shù)值減為零時(shí)，U7的TCD輸出低電平，該低電平作為U6的PL輸入，即低位向高位借一位輸出。從而使高位輸出減一。74LS48為七段字符譯碼器，將74LS192輸出的二進(jìn)制高低電平轉(zhuǎn)化為可以讓數(shù)碼管顯示相應(yīng)數(shù)值的高低電平。
5.5計(jì)分電路
5.5.1功能：
預(yù)設(shè)分?jǐn)?shù)為100分，由于競(jìng)賽并非只進(jìn)行一場(chǎng)，所以每組選手分別設(shè)置一個(gè)計(jì)分電路。當(dāng)搶答有效并答對(duì)后，由主持人進(jìn)行加十分；同理，搶答有效但答錯(cuò)，由主持人減十分。
5.5.2計(jì)分電路如圖所示：
計(jì)分電路單一選手圖
計(jì)分電路所有選手圖
5.5.3計(jì)分電路原理及功能實(shí)現(xiàn)：
通過控制74LS192的UP和DN上升沿觸發(fā)，從而改變Q3Q2Q1Q0輸出，再通過七段字符譯碼器改變輸出，使十位輸出加一或減一，當(dāng)十位輸出為零減一不夠時(shí)或者輸出十位為九加一進(jìn)位時(shí)，TCD和TCU輸出一段時(shí)間為低電平，之后變?yōu)楦唠娖剑碗娖阶優(yōu)楦唠娖缴仙赜|發(fā)百位的DN和UP，分別完成借位和進(jìn)位。由于個(gè)位始終為零，不發(fā)生變化，只需要在十位和百位數(shù)碼管顯示的同時(shí)顯示零即可。
5.6總體電路功能
先將主持人總開關(guān)先閉合再打開，將計(jì)分電路進(jìn)行置數(shù)，即將選手的分?jǐn)?shù)置為100分，同時(shí)也將倒計(jì)時(shí)電路清零，再將搶答開始開關(guān)閉合，將倒計(jì)時(shí)電路置數(shù)為30秒，在搶答開關(guān)未打開之前，如果出現(xiàn)選手搶答，搶答電路中的74LS48的BI/RBO端輸入為低電平搶答無效。同時(shí)74LS279輸出為通過取非、相與再通過或門使蜂鳴器報(bào)警，表示提前搶答，主持人通過關(guān)閉報(bào)警開關(guān)，使蜂鳴器取消報(bào)警，同時(shí)比賽重新開始。當(dāng)選手有效搶答后，由于搶答開關(guān)打開，74LS279為4R-S觸發(fā)器，輸出為S的輸入，再將輸出電平輸入到74LS48，通過七段字符譯碼器，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的高低電平使數(shù)碼管二極管燈亮。74LS279輸出位二進(jìn)制數(shù)，將二進(jìn)制數(shù)通過74HC138將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的輸出，由于74HC138輸出為低電平有效，所以將輸出電平取反，再通過發(fā)光二極管發(fā)光，即可讓相應(yīng)組別二極管發(fā)光。同時(shí)與組別對(duì)應(yīng)的555定時(shí)器的PL給一個(gè)下降沿脈沖，將74LS192置數(shù)為三秒，并開始倒計(jì)時(shí)，倒計(jì)時(shí)過程中TCD輸出為高電平，之前74LS279輸出電平通過組合邏輯電路輸出相應(yīng)的電平，當(dāng)搶答有效時(shí)，該組合邏輯電路輸出為高電平，將該電平與TCD、時(shí)鐘脈沖輸出信號(hào)相與輸出到喇叭，使喇叭出現(xiàn)間斷性報(bào)警聲。
搶答有效后，74LS279的輸出的4Q輸出端送到74ls148使其輸入端輸入無效，從而達(dá)到鎖存的目的，同時(shí)4Q輸出的高電平取反后，將其與555定時(shí)器時(shí)鐘脈沖輸出電平、主持人的開關(guān)、倒計(jì)時(shí)電路74LS192的輸出端TCD相與從而控制DN輸入，使計(jì)時(shí)器不僅受到時(shí)鐘脈沖控制，還受到主持人控制，有效搶答電路以及自身十位數(shù)電平的控制。當(dāng)選手在有效時(shí)間內(nèi)搶答，經(jīng)過相與，可以控制倒計(jì)時(shí)電路不再倒計(jì)時(shí)，而是固定在搶答的時(shí)間，當(dāng)主持人搶答開關(guān)閉合后，又通過PL將倒計(jì)時(shí)電路初始化為30秒。搶答又可以重新開始。當(dāng)超過搶答時(shí)間，即倒計(jì)時(shí)電路的個(gè)位和十位數(shù)都變?yōu)榱�，通過組合邏輯電路使其輸出均為零時(shí)，輸出高電平從而使蜂鳴器報(bào)警。如果選手搶答有效并且回答正確則加十分，回答錯(cuò)誤則減十分。主持人通過給UP或DN輸入端一個(gè)上升沿，從而改變輸出，再通過七段字符譯碼器74LS48將其轉(zhuǎn)化到數(shù)碼管，將其顯示出來�？刂苽�(gè)十位輸出的74LS192進(jìn)行行為控制從而來進(jìn)行加一和減一，當(dāng)減為零再減一時(shí)，通過TCD輸出低電平脈沖，將該脈沖輸出到百位DN，向百位借一位，輸出。個(gè)位數(shù)一直為零所以不發(fā)生變化，或者從九加一變?yōu)槭畷r(shí)，需向百位進(jìn)位，從而TCU輸出，給百位的74LS192的UP輸入端，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)位。


結(jié)論
通過這次課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，我漸漸學(xué)會(huì)講理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，也遇到很多不會(huì)的東西，通過請(qǐng)教老師，解決了困難，感覺受益匪淺，從中學(xué)習(xí)了很多書本上沒有的知識(shí)。
   一開始在網(wǎng)上找到一些資料，可是出現(xiàn)了很多問題，運(yùn)行出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，可是自己不知道如何修改，通過查找資料，將書中課本的知識(shí)結(jié)合，找到了74LS279和74LS148組合從而實(shí)現(xiàn)鎖存，當(dāng)我做到間接性報(bào)警時(shí)，通過請(qǐng)教老師，經(jīng)過老師的提醒，想到了倒計(jì)時(shí)電路，我將倒計(jì)時(shí)電路設(shè)為3秒，將其與喇叭相連，從而發(fā)出聲響。我也遇到很多不會(huì)的地方，比如我之前說為何都用蜂鳴器無法發(fā)聲呢，通過問同學(xué)發(fā)現(xiàn)，蜂鳴器一開始正常工作的電壓太高，需要將其調(diào)低，才會(huì)處在正常工作狀態(tài)。我又聯(lián)想到了，為何蜂鳴器響，為何蜂鳴器BUZZER和喇叭Speaker不能互換呢，可是通過百度找資料，發(fā)現(xiàn)原來Buzzer有源，只需要加電壓就響；Sounder和Speaker無源，需要有波形的電壓才能響。感覺自己又了解了不少知識(shí)。
通過這次課程設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)，我學(xué)習(xí)到了很多關(guān)于書上理論所學(xué)習(xí)不到的地方，讓我感到受益匪淺，在今后的學(xué)習(xí)中我們不僅要努力學(xué)習(xí)課本中的知識(shí)，更重要的是將課本中的知識(shí)與現(xiàn)實(shí)的實(shí)際情況相結(jié)合。在這次課程設(shè)計(jì)中我也發(fā)現(xiàn)了自身的許多缺點(diǎn)，比如焊接電路中沒有條理，看到一些同學(xué)焊接一條電路，就將其畫出來，這樣不僅不容易錯(cuò)，還很容易分清電路。這是我需要學(xué)習(xí)的。除此之外焊接電路中，要保持謹(jǐn)慎，保證電路連接中沒有缺線，焊接完畢確保沒有出現(xiàn)虛焊的現(xiàn)象。
焊接電路中，我就出現(xiàn)了虛焊的現(xiàn)象，經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)電路中的一處管腳沒有完全接觸，除此之外還出現(xiàn)了電路中三號(hào)選手顯示不穩(wěn)定，經(jīng)過電表排查發(fā)現(xiàn)焊點(diǎn)和導(dǎo)線接觸少，出現(xiàn)不穩(wěn)定。在測(cè)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)電路顯示異常，可是輸出的均正確，一開始沒有想到是數(shù)碼管的問題，經(jīng)過同學(xué)提醒，更換數(shù)碼管后發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管存在問題。
數(shù)字電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，我從中得到了鍛煉，以后的學(xué)習(xí)的路還很長(zhǎng)，還需要不斷的學(xué)習(xí)，認(rèn)真聽取老師的教誨，不斷進(jìn)步，才能在人生路上越走越遠(yuǎn)。
致謝
感謝老師的幫助，謝謝你們?cè)陉P(guān)鍵時(shí)刻給我指明了方向，協(xié)助我完成了課程設(shè)計(jì)，使我得到了成長(zhǎng)。當(dāng)然還有感謝同學(xué)的幫助，使我的思路更加開闊，更加謹(jǐn)慎。我將繼續(xù)努力，不斷進(jìn)步，不辜負(fù)你們的期望。
參考文獻(xiàn)
閻石《數(shù)字電子技術(shù)》2016.5   23-526
李中發(fā)《數(shù)字電子技術(shù)》2001.7   25-125
黃國(guó)祥《數(shù)字電子技術(shù)》2008.8   105-155

附錄1                        元器件清單

元器件名稱
元器件參數(shù)
數(shù)量
SW-DPST

1
按鍵

7
開關(guān)

2
SPEAKER

1
BUZZER

1
LED

1
LED-RED

5
電容
104uF
1
0.1uF
6
10uF
6
電阻
10
6
100
1
510
1
10k
13
15k
6
68k
6
74LS148

3
74LS279

2
74LS48

19
74LS192

17
555

6
4073

15
74HC138

2
74LS04

29
4081

6
4072

2
4071

11
4082

2
數(shù)碼管

19

附錄2                         實(shí)物圖


附錄3                              總電路圖
附錄4                     Altium Designer原理圖


完整論文下載（word格式 可編輯）：
五路數(shù)字搶答器.docx (782.64 KB, 下載次數(shù): 36)
仿真文件下載：
http://www.torrancerestoration.com/bbs/dpj-88701-1.html




作者: admin    時(shí)間: 2017-6-24 21:31
好資料，51黑有你更精彩!!!
作者: ywwimmortals    時(shí)間: 2017-7-17 22:15
admin 發(fā)表于 2017-6-24 21:31
好資料，51黑有你更精彩!!!

謝謝，我也很喜歡51黑論壇，支持
作者: weihu    時(shí)間: 2017-11-7 03:42
大哥你這實(shí)習(xí)論文，幫了我的大忙，特此注冊(cè)專門感謝你.



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