數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)-搶答器課程設(shè)計(jì)

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1、 （ 1） 開 關(guān) 陣 列 電 路 ： 搶 答 輸 入解 鎖 電 路（ 2） 觸 發(fā) 鎖 存 電 路 ： 搶 答 控 制（ 3） 編 碼 器 ： 搶 答 者 序 號(hào) 編 碼（ 4） 7段 顯 示 譯 碼 器 ： 搶 答 結(jié) 果 譯 碼 驅(qū) 動(dòng)（ 5） 數(shù) 碼 顯 示 器 ： 搶 答 結(jié) 果 顯 示（ 6） 解 鎖 電 路 ： 本 輪 搶 答 后 復(fù) 位 ， 以 便 進(jìn) 入 下 一 輪 搶 答 1、 電 路 作 用2、 電 路 組 成 常 用 的 數(shù) 字 顯 示 器 有 多 種 類 型 ， 按 顯 示 方 式 分 ， 有 字 型 重 疊 式 、 點(diǎn)陣 式 、 分 段 式 等 。 按 發(fā) 光 物

2、質(zhì) 分 ， 有 半 導(dǎo) 體 顯 示 器 ， 又 稱 發(fā) 光 二 極 管(LED)顯 示 器 、 熒 光 顯 示 器 、 液 晶 顯 示 器 、 氣 體 放 電 管 顯 示 器 等 。 目前 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 是 由 發(fā) 光 二 極 管 構(gòu) 成 的 七 段 數(shù) 碼 顯 示 器 。七 段 數(shù) 碼 顯 示 器 就 是 將 七 個(gè) 發(fā) 光 二 極 管 （ 加 小 數(shù) 點(diǎn) 為 八 個(gè) ） 按 一 定的 方 式 排 列 起 來 ， 七 段 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g（ 小 數(shù) 點(diǎn) DP） 各 對(duì) 應(yīng) 一個(gè) 發(fā) 光 二 極 管 ， 利 用 不 同 發(fā) 光 段 的 組 合 ， 顯 示 不 同

3、 的 阿 拉 伯 數(shù) 字 。 按 照 器 件 內(nèi) 部 的 不 同 連 接 方 式 ， LED七 段 數(shù) 碼 顯 示 器 可 以 分 為 共 陽 和 共 陰 兩 種 ，具 體 內(nèi) 部 電 路 連 接 方 式 如 上 圖 所 示 。 在 實(shí) 際 使 用 時(shí) ， 為 了 避 免 LED因 為 工 作 電流 過 大 而 損 壞 ， 一 般 在 COM端 與 電 源 （ 共 陽 ） 或 地 （ 共 陰 ） 之 間 串 連 一 只 限 流電 阻 ， 該 電 阻 一 般 為 100歐 姆 （ 功 率 一 般 為 0.5W） 。COM COMa ab bc cd de ef fg gDP DP共 陽 共 陰

4、七 段 顯 示 譯 碼 器 CD4511是 一 種 與 共 陰 極 數(shù) 字 顯 示 器 配 合 使 用 的 集 成 顯 示 譯 碼 驅(qū)動(dòng) 器 ， 是 一 種 以 CMOS制 成 的 中 規(guī) 模 集 成 電 路 （ Medium-Scale Integrated Circuit，簡(jiǎn) 稱 MSI） ， 它 的 功 能 是 將 輸 入 的 4位 二 進(jìn) 制 BCD碼 轉(zhuǎn) 換 成 顯 示 器 所需 要 的 七 段 驅(qū) 動(dòng) 信 號(hào) a g， 它 與 共 陰 極 數(shù) 碼 顯 示 管 配 合 使 用 。 該 芯 片 為 DIP16封 裝 （ Dual in-line Package ，簡(jiǎn) 稱 DIP） ，

5、其 引 腳 分 布 如 下 圖 所 示 ： B C LTVcc f g a b c d eGNDDLEBL ACD4511 LT BL 911001111001011 811111110001011 700001111110011 611111000110011 511011011010011 411001100010011 311001111100011 210110110100011 100001101000011 001111110000011 鎖 存*111 滅0000000XxXXX01 81111111xxxxxx 0 顯 示gfedcbaABCDLE B C LTVcc f g

6、a b c d eGNDDLEBL ACD4511 思 考 ： 依 據(jù) CD4511的 真 值 表 和 共 陰 LED數(shù) 碼 管 ， 如 何 設(shè)計(jì) 數(shù) 碼 管 顯 示 電 路 ? 1、 電 路 作 用編 碼 電 路 主 要 用 于 依 據(jù) 搶 答 者 的 搶 答 情 況 ， 對(duì) 其 進(jìn) 行 編 碼 ， 以 產(chǎn) 生滿 足 顯 示 電 路 所 需 要 的 對(duì) 應(yīng) 于 搶 答 者 序 號(hào) 的 十 進(jìn) 制 編 碼 。2、 電 路 組 成在 實(shí) 際 電 路 設(shè) 計(jì) 過 程 中 ， 編 碼 電 路 一 般 可 以 直 接 使 用 專 用 數(shù) 字 集 成電 路 ， 在 本 設(shè) 計(jì) 中 主 要 采 用 74L

7、S147作 為 編 碼 電 路 。 1、 芯 片 功 能 介 紹74LS147是DIP16封裝，為10線-4線優(yōu)先編碼器，具備9路輸入，輸出為4位十進(jìn)制編碼。2、 真 值 表 3、 芯 片 引 腳 1、 芯 片 功 能 介 紹74LS147是DIP14封裝，為6非門電路，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)6路信號(hào)取反。2、 邏 輯 符 號(hào) 3、 芯 片 引 腳 1Y=1A， 其 余 以 此 類 推 。 1、 芯 片 使 用 注 意 事 項(xiàng)在本設(shè)計(jì)中，只需要使用8路，因此對(duì)多余的一個(gè)引腳必須進(jìn)行處理，結(jié)合該芯片的真值表，對(duì)多余的引腳（10腳）進(jìn)行處理（在數(shù)字電路中對(duì)多余引腳的處理方法一般為接地或者接電源的方法，需要視具

8、體電路作不同的處理。）。該芯片的15腳為空余端子，在使用時(shí)可以不作任何處理。該 電 路 的 輸 出 為 十 進(jìn)制 編 碼 的 反 碼 ， 為 了 確 保 譯 碼 顯 示 電 路 能 夠 正 確 譯 碼 及 顯 示 ， 在 實(shí) 際 電 路 中 還需 要 對(duì) 該 電 路 的 十 進(jìn) 制 編 碼 輸 出 端 進(jìn) 行 取 反 處 理 ， 一 般 在 其 每 個(gè) 輸 出 端 接 一 個(gè)非 門 即 可 。2、 編 碼 電 路 1、 電 路 作 用鎖 存 電 路 主 要 用 于 對(duì) 搶 答 者 的 搶 答 信 息 進(jìn) 行 鎖 存 ， 以 確 保 電 路 只 響應(yīng) 一 位 搶 答 者 的 搶 答 請(qǐng) 求 。

9、解 鎖 電 路 主 要 用 于 在 本 輪 搶 答 后 ， 主 持 人解 除 本 輪 搶 答 信 息 ， 以 便 能 夠 進(jìn) 入 下 一 輪 搶 答 。2、 電 路 組 成在 實(shí) 際 電 路 設(shè) 計(jì) 過 程 中 ， 鎖 存 電 路 一 般 可 以 直 接 使 用 觸 發(fā) 器 構(gòu) 成 ，該 電 路 有 別 于 前 面 使 用 的 數(shù) 字 集 成 電 路 。 該 電 路 的 輸 出 不 經(jīng) 取 決 于 電路 的 當(dāng) 前 輸 入 狀 態(tài) ， 還 與 電 路 的 上 一 個(gè) 狀 態(tài) 有 關(guān) ， 稱 為 時(shí) 序 邏 輯 電 路（ 前 面 介 紹 的 為 組 合 邏 輯 電 路 ） 。 在 本 設(shè) 計(jì) 中

10、 采 用 74LS373作 為 鎖 存電 路 。 解 鎖 電 路 主 要 對(duì) 鎖 存 器 的 控 制 端 進(jìn) 行 控 制 ， 為 不 影 響 鎖 存 器 的 正 常工 作 ， 需 要 和 鎖 存 電 路 共 同 控 制 鎖 存 器 的 控 制 端 （ 借 助 于 或 門 電 路 實(shí)現(xiàn) ） 。 1、 芯 片 功 能 介 紹74LS373是DIP20封裝，8路鎖存器，三態(tài)輸出（0，1，高阻）。4、 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu)2、 芯 片 引 腳 3、 功 能 表 1、 芯 片 功 能 介 紹74LS30是DIP14封裝，8輸入與非門。5、 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu)2、 芯 片 引 腳 3、 功 能 表4、 邏 輯 關(guān)

11、系 1、 芯 片 功 能 介 紹74LS32是DIP14封裝，4-2輸入或門集成電路。5、 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu)2、 芯 片 引 腳 3、 功 能 表4、 邏 輯 關(guān) 系 1、 電 路 設(shè) 計(jì) 注 意 事 項(xiàng)為 可 靠 地 實(shí) 現(xiàn) 鎖 存 器 的 鎖 存 功 能 ， 需 要 對(duì) 鎖 存 器 的 使 能 端 進(jìn) 行 控 制 ， 主 要 借助 于 搶 答 信 號(hào) 對(duì) 74LS373的 使 能 端 進(jìn) 行 控 制 （ 依 據(jù) 74LS373 的 11腳 的 控 制 特 性 ，鎖 存 器 輸 出 經(jīng) 過 74LS30 后 控 制 。 ） 。 為 不 影 響 鎖 存 電 路 的 正 常 工 作 ， 通 過 外

12、 電路 產(chǎn) 生 一 個(gè) 高 電 平 和 搶 答 鎖 存 信 號(hào) 相 或 之 后 控 制 74LS373 的 11腳 。2、 鎖 存 及 解 鎖 電 路 1、 電 路 作 用開 關(guān) 陣 列 電 路 主 要 用 于 對(duì) 提 供 搶 答 者 搶 答 手 段 ， 該 電 路 產(chǎn) 生 搶 答 開關(guān) 信 號(hào) ， 為 鎖 存 電 路 提 供 搶 答 開 關(guān) 信 號(hào) 。2、 電 路 組 成結(jié) 合 實(shí) 際 要 求 ， 該 電 路 主 要 由 開 關(guān) 及 上 拉 電 阻 構(gòu) 成 。 1、 電 路 設(shè) 計(jì) 注 意 事 項(xiàng)結(jié) 合 鎖 存 電 路 及 編 碼 電 路 的 要 求 ， 在 待 搶 答 狀 態(tài) 時(shí) ， 開

13、關(guān) 陣 列 電 路 提 供 高 電平 信 號(hào) ， 在 搶 答 者 搶 答 時(shí) ， 對(duì) 應(yīng) 的 搶 答 信 號(hào) 應(yīng) 當(dāng) 為 低 電 平 。2、 開 關(guān) 陣 列 電 路 結(jié) 合 整 體 電 路 框 圖 ， 設(shè) 計(jì) 整 體 電 路 并 繪 圖 。繪 圖 時(shí) 不 要 忘 記 集 成 電 路 的 電 源 及 接 地 引 腳 的正 確 連 接 。 名稱型號(hào)（規(guī)格）數(shù)量按鍵不帶鎖8集成電路74LS373 1 74LS30 1 74LS32 1 74LS04 1 CD4511 1 74HC147 1LED數(shù)碼管單字共陰1電阻100/0.25W 1 10K/0.25W 8 510/0.25W 1集成電路插座DI

14、P14 3 DIP16 2 DIP20 1 DIP24 1 1.電 源 線 與 地 線 的 顏 色 要 有 區(qū) 分 ： 電 源 （ 紅 線 ） ， 地 線 （ 黑 線 ） 。 其 余 （ 白 線 或 者 其 他 顏 色 ，但 是 不 能 是 紅 色 和 黑 色 ）2.做 到 橫 平 豎 直 ， 緊 貼 PCB板 。 包 括 元 器 件 也 緊 貼 印 制 板 （ 貼 底 焊 ） ， 集 成 電 路 首 先 焊 接 插 座 ， 插 座 焊 好 后 ， 將 集 成電 路 直 接 裝 入 集 成 電 路 插 座 即 可 。3.線 與 線 不 能 交 叉 。4.盡 可 能 不 要 在 焊 接 面 布

15、線 。5.焊 點(diǎn) 均 勻 飽 滿 ， 不 虛 焊 、 不 漏 焊 。6.按 鍵 及 LED數(shù) 碼 管 的 放 置 要 符 合 常 規(guī) 使 用 習(xí) 慣 。 1.首 先 裝 配 譯 碼 驅(qū) 動(dòng) 及 顯 示 電 路 ， 并 完 成 該 部 分 電 路 的 測(cè) 試 ；2.裝 配 譯 碼 電 路 ， 并 完 成 該 部 分 電 路 的 測(cè) 試 ；3.開 關(guān) 陣 列 、 鎖 存 及 解 鎖 部 分 ， 并 完 成 該 部 分 電 路 的 測(cè) 試 。 在 電 子 制 作 中 ， 元 器 件 的 連 接 處 需 要 焊 接 。 焊 接 的 質(zhì) 量 對(duì) 制 作 的 質(zhì) 量 影 響極 大 。 所 以 ， 學(xué) 習(xí)

16、電 子 制 作 技 術(shù) ， 必 須 掌 握 焊 接 技 術(shù) ， 練 好 焊 接 基 本 功 。1.焊 接 準(zhǔn) 備 : 清 理 工 作 臺(tái) 、 準(zhǔn) 備 好 焊 料 、 焊 劑 、 鑷 子 、 剪 刀 等 必 備 工 具 .特 別 是 準(zhǔn) 備 好 烙鐵 。 (功 率 合 適 、 調(diào) 整 好 電 烙 鐵 的 溫 度 、 使 烙 鐵 頭 始 終 處 于 吃 錫 狀 態(tài) ) 1)元 器 件 引 出 腳 上 錫 。 2)手 工 焊 接 的 基 本 步 驟 。 1、 當(dāng) 無 人 搶 答 器 ， 數(shù) 碼 管 應(yīng) 顯 示 “ 0” 。2、 1 8開 關(guān) 分 別 按 下 時(shí) 分 別 有 “ 1 8” 的 數(shù) 碼 顯 示 ， 并有 鎖 存 功 能 。3、 具 有 解 鎖 功 能 ， 當(dāng) 按 下 解 鎖 健 時(shí) ， 八 人 搶 答 器 應(yīng) 能 解鎖 。 一 、 前 言二 、 八 人 搶 答 器 的 設(shè) 計(jì) 與 制 作 1、 八 人 搶 答 器 的 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 2、 八 人 搶 答 器 的 工 作 原 理 3、 八 人 搶 答 器 的 器 件 選 擇 4、 測(cè) 試 記 錄 5、 出 現(xiàn) 問 題 、 解 決 方 法 、 分 析 原 因三 、 數(shù) 字 電 路 課 程 設(shè) 計(jì) 小 結(jié)