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1、
課程設計報告報告
實 驗 名 稱 ： 八路搶答器
專 業(yè) 班 級 ： 電信1003班
學 生 姓 名 ： 舒 海
學 號 ： 201046830511
指 導 教 師 ： 呂 宗 旺
實驗設計時間： 2012-2013學年第一學期
電子信息工程 專業(yè)課程設計任務書
學生姓名
舒海
專業(yè)班級
電信1003
學號
201046830511
題 目
八路數(shù)字搶答
2、器
課題性質
A
課題來源
D
指導教師
呂宗旺
同組姓名
董成成
主要內容
利用數(shù)字電子基礎課程中學習的鎖存器、非門、與非門、BCD編碼器、七段碼以及七段碼的驅動芯片設計一款8路數(shù)字搶答器。
任務要求
1． 工作電源5V，用LED燈做電源指示燈；
2． 一個按鍵做復位鍵，八個按鍵做搶答按鍵；
3． 8個按鍵，先按下者，按鍵指示燈亮，七段碼顯示相應的數(shù)字；
4． 實現(xiàn)硬件電路設計并調試成功；
5． 焊接規(guī)范，美觀；
6． 認真寫課程設計報告，并交紙質版報告。
注意：限流電阻在點亮LED燈中的應用；
參考文獻
1、閻石.數(shù)字電子技術
3、基礎（第四版），高等教育出版社
2、康華光.電子技術基礎（第四版，數(shù)字部分）.高等教育出版社
3、高吉祥等.電子技術基礎實驗與課程設計（第三版）電子工業(yè)出版社
審查意見
指導教師簽字：呂宗旺
教研室主任簽字： 2012 年 12 月 16 日
說明：本表由指導教師填寫，由教研室主任審核后下達給選題學生，裝訂在設計（論文）首頁
信息科學與工程 學院課程設計成績評價表
課程名稱： 數(shù)字電路課程設計
設計題目： 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 學號：2010
4、46830511
分相
評審項目
分 數(shù)
滿分標準說明
1
理論設計與總結報告
方案
方案論證正確，整體構思合理，實用性強。（10分）
詳細設計
單元電路設計計算正確，電路工作原理清楚，元器件的選擇正確合理，思路清晰；語言表達準確。理論依據(jù)充分，設計完整。（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
課程設計報告的格式、繪圖、圖紙、實驗數(shù)據(jù)、標準的運用等符合有關標準和規(guī)定。準備工作充分。（10分）
2
制作調試與作品驗收
制作與調試過程
能按照電子電路制作工藝正確制作和調試電路，方法科學。能以理
5、論為指導，正確分析和處理調試過程中所出現(xiàn)的有關問題，善于動腦。在規(guī)定的時間內作完報告。（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）
紀律性
能很好的遵守各項紀律，設計過程認真，服從安排。（10分）
總 分
綜
合
意
見
指導教師 ： 2012 年 月 日
一、實驗名稱：八路數(shù)字搶答器
二、實驗目的 ：
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。
4. 加深對模擬電路和數(shù)字電路課程的理解和認識。
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，可以進行搶答。它的任務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（即復位操作）。為此我們小組決定就這次機會設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
9
以及排線、焊錫若干。
五、工作原理：
接通電源后，主持人先進行復位，此時七段顯示器顯示“0”此時搶答器處于顯示狀態(tài)。當主持人宣布“開始搶答”此時搶答器開始工作。 當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。 當一輪搶答結束后，主持人將其清零，準備下一輪搶答。
其中的工作細節(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?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 ，對應的BCD碼就是“1”，通過CD4511驅動七段顯示器，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
復位開關
七、 調試過程：
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，當調試到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)字電路設計開始設計時一頭霧水，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計，網(wǎng)上好多搶答器的設計報告，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計我的電路。
首先我是在multisim上面開始設計電路，調出元件，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，我把電路設計好了，開始調試過程，開始時調試并不成功，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 設計報告
