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1、
課程設(shè)計報告報告
實 驗 名 稱 ： 八路搶答器
專 業(yè) 班 級 ： 電信1003班
學(xué) 生 姓 名 ： 舒 海
學(xué) 號 ： 201046830511
指 導(dǎo) 教 師 ： 呂 宗 旺
實驗設(shè)計時間： 2012-2013學(xué)年第一學(xué)期
電子信息工程 專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書
學(xué)生姓名
舒海
專業(yè)班級
電信1003
學(xué)號
201046830511
題 目
八路數(shù)字搶答
2、器
課題性質(zhì)
A
課題來源
D
指導(dǎo)教師
呂宗旺
同組姓名
董成成
主要內(nèi)容
利用數(shù)字電子基礎(chǔ)課程中學(xué)習(xí)的鎖存器、非門、與非門、BCD編碼器、七段碼以及七段碼的驅(qū)動芯片設(shè)計一款8路數(shù)字搶答器。
任務(wù)要求
1． 工作電源5V，用LED燈做電源指示燈；
2． 一個按鍵做復(fù)位鍵，八個按鍵做搶答按鍵；
3． 8個按鍵，先按下者，按鍵指示燈亮，七段碼顯示相應(yīng)的數(shù)字；
4． 實現(xiàn)硬件電路設(shè)計并調(diào)試成功；
5． 焊接規(guī)范，美觀；
6． 認(rèn)真寫課程設(shè)計報告，并交紙質(zhì)版報告。
注意：限流電阻在點亮LED燈中的應(yīng)用；
參考文獻(xiàn)
1、閻石.數(shù)字電子技術(shù)
3、基礎(chǔ)（第四版），高等教育出版社
2、康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版，數(shù)字部分）.高等教育出版社
3、高吉祥等.電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計（第三版）電子工業(yè)出版社
審查意見
指導(dǎo)教師簽字：呂宗旺
教研室主任簽字： 2012 年 12 月 16 日
說明：本表由指導(dǎo)教師填寫，由教研室主任審核后下達(dá)給選題學(xué)生，裝訂在設(shè)計（論文）首頁
信息科學(xué)與工程 學(xué)院課程設(shè)計成績評價表
課程名稱： 數(shù)字電路課程設(shè)計
設(shè)計題目： 八路數(shù)字搶答器
專業(yè)： 電子信息工程 班級： 電信1003 姓名：舒海 學(xué)號：2010
4、46830511
分相
評審項目
分 數(shù)
滿分標(biāo)準(zhǔn)說明
1
理論設(shè)計與總結(jié)報告
方案
方案論證正確，整體構(gòu)思合理，實用性強(qiáng)。（10分）
詳細(xì)設(shè)計
單元電路設(shè)計計算正確，電路工作原理清楚，元器件的選擇正確合理，思路清晰；語言表達(dá)準(zhǔn)確。理論依據(jù)充分，設(shè)計完整。（20分）
電路圖
正確繪制出總的電路原理圖或接線圖，圖紙正確，規(guī)范。（10分）
規(guī)范性
課程設(shè)計報告的格式、繪圖、圖紙、實驗數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)用等符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。準(zhǔn)備工作充分。（10分）
2
制作調(diào)試與作品驗收
制作與調(diào)試過程
能按照電子電路制作工藝正確制作和調(diào)試電路，方法科學(xué)。能以理
5、論為指導(dǎo)，正確分析和處理調(diào)試過程中所出現(xiàn)的有關(guān)問題，善于動腦。在規(guī)定的時間內(nèi)作完報告。（20分）
作品驗收及答辯
作品制作成功,能正確完成所有功能，作品制作美觀、漂亮。能簡明正確地回答所提問題，基本概念清楚，基本知識扎實。（20分）
紀(jì)律性
能很好的遵守各項紀(jì)律，設(shè)計過程認(rèn)真，服從安排。（10分）
總 分
綜
合
意
見
指導(dǎo)教師 ： 2012 年 月 日
一、實驗名稱：八路數(shù)字搶答器
二、實驗?zāi)康?：
1. 熟悉芯片引腳的識別方法，以及原理。
6、
2. 掌握與非門實現(xiàn)其他邏輯門電路的方法。
3. 掌握電路板的焊接技術(shù)。
4. 加深對模擬電路和數(shù)字電路課程的理解和認(rèn)識。
三、實驗要求：
主持人沒有宣布搶答開始時，搶答不起作用，在主持人宣布搶答開始后，可以進(jìn)行搶答。它的任務(wù)是從八名參與者中確定出最先的搶答者，立即將其編號鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示選手的編號，同時用LED燈顯示。此外，封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，優(yōu)先搶答選選手的編號一直保存到主持人將系統(tǒng)清零為止（即復(fù)位操作）。為此我們小組決定就這次機(jī)會設(shè)計一個低成本但又能滿足需要的八路智力競賽搶答器，并通過安裝與調(diào)試。
四、使用元件：
元件
數(shù)
7、量
74HC373
1
74HC147
1
74LS04
1
74HC30P
1
CD4511
1
LED燈
9
七段式顯示器
1
10K電阻 470歐姆
各8個
開關(guān)
9
以及排線、焊錫若干。
五、工作原理：
接通電源后，主持人先進(jìn)行復(fù)位，此時七段顯示器顯示“0”此時搶答器處于顯示狀態(tài)。當(dāng)主持人宣布“開始搶答”此時搶答器開始工作。 當(dāng)參加智力競賽的選手摁下手中的搶答器時LED數(shù)碼管會點亮提示同時，七段顯示器顯示該小組的編號。 只有最先搶答者的編號才能被鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示選手的編號。
由以上兩個
8、條件可以想到：用D觸發(fā)器來實現(xiàn)，D觸發(fā)器是一個輸出跟輸入一樣的觸發(fā)器。 將主持人的開關(guān)和D觸發(fā)器的清零端相連。 D觸發(fā)器是一個在CP脈沖上升沿時反轉(zhuǎn)的觸發(fā)器。所以只要有一個搶答器輸出為1時，就讓所有搶答器的脈沖沒有上升沿，這樣就輕而易舉的讓其他小組的搶答無效了。 LED數(shù)碼管的提示延續(xù)到主持人清零為止，不能在變。 當(dāng)一輪搶答結(jié)束后，主持人將其清零，準(zhǔn)備下一輪搶答。
其中的工作細(xì)節(jié)其實就是BCD碼的編碼和譯碼，并顯示于七段顯示器上。
下面以第一位搶答者輸入有效為例解釋整個電路工作原理：在沒有輸入之前， 74HC373的OE為低電平，LE為高電平，其八個輸入均為高電平，當(dāng)?shù)谝晃粨尨鹫邠尨鹩行r
9、，此時，74HC373的第一位輸入變?yōu)榈碗娖剑麄€輸入鎖存為：L H H H H H H H H ，輸入到74HC147的輸入，根據(jù)74HC147的編碼原則，其輸出為H H H L ，再經(jīng)過反相器74LS04，其輸出變?yōu)長 L L H ，對應(yīng)的BCD碼就是“1”，通過CD4511驅(qū)動七段顯示器，將其顯示在七段顯示器上。
附件1：
74HC373的功能表如下所示
D
LE
OE
Q
H
H
L
H
L
H
L
L
×
L
L
×
×
H
Z
附件2：
74HC147編碼原理真值表：
六、 組成
10、框圖：
譯碼電路
優(yōu)先編碼
鎖存器
搶答按鈕
顯示電路
控制電路
復(fù)位開關(guān)
七、 調(diào)試過程：
開始時，七段式顯示器顯示不正常，數(shù)字顯示從2-9，然后根據(jù)七段式顯示器的引腳原理，判斷高低電平，然后繼續(xù)反向向上推理，當(dāng)調(diào)試到74HC147時發(fā)現(xiàn)功能腳9即引腳10,顯示異常，在正常顯示時，9引腳必須接高電平，經(jīng)過查看，發(fā)現(xiàn)9引腳沒接入高電平，空著忘記接入。最終，將9引腳接到+5V高電平后，八路搶答器顯示正常，并能順利工作。
八、 心得體會：
數(shù)字電路設(shè)計開始設(shè)計時一頭霧水，雖然把各個元件都在
11、網(wǎng)上查了，并且下載，自己把各個元件的功能圖又重新在我的筆記上畫了一遍，隨后我就開始想，但是什么也想不出來，一頭霧水。后來自己又到網(wǎng)上瀏覽一些搶答器電路的設(shè)計，網(wǎng)上好多搶答器的設(shè)計報告，但是和自己用的元件都不一樣，后來發(fā)現(xiàn)原理都一樣。于是，我找到一篇課程報告，仔細(xì)分析他的原理過程，后來終于明白了，并用自己僅有的元件開始重新設(shè)計我的電路。
首先我是在multisim上面開始設(shè)計電路，調(diào)出元件，一個個接入，連接電路才是個需要很多知識的，必須弄清楚各個元件的分類以及引腳，對應(yīng)到自己使用的元件上。舉個例子，multisim上面有好多七段顯示器，如果自己不查清楚，不知道自己用對應(yīng)到他上面是什么類型的，所以經(jīng)過大概2天時間，我把電路設(shè)計好了，開始調(diào)試過程，開始時調(diào)試并不成功，但是又沒發(fā)現(xiàn)什么錯誤，后來急于還有考試，所以就開始了焊接，因為我知道電路原理是這樣的，不會有錯。
后來焊好以后，開始請教別人，尋找自己的錯誤，經(jīng)過幾天不懈的努力，終于將八路搶答器設(shè)計成功。
總之，每次嘗試都會有很多啟迪，只要是自己動手，不在于多少，只在于用心
搶答按鈕
八路搶答器 設(shè)計報告
