1、贵州大学课程设计 第 1 页 设计题目：简易抢答器的设计1 设计要求及主要技术指标1.1 设计要求1.1.1、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。1.1.2、列出所用元器件清单并购买。1.1.3、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。1.1.4、记录实验结果。1.1.5、撰写设计报告（含调试内容）。1.2 主要技术指标1.2.1、由直流稳压 5V 电源供电。1.2.2、能够反映出 8 个参赛队在比赛中抢答的情况，若第 N 组（N=8）抢答，则显示数字 N。1.2.3、若有两组或以上的组抢答，则能根据抢答的先后顺序显示首先抢答的组号。1.2.、抢答完成后具有清除显示数字的
2、功能。1.2.、具有音频提示功能。（扩展部分）。2 设计过程2.1 题目分析贵州大学课程设计 第 2 页 经过 74LS48 优先编码后，利用 74LS74 的锁存功能，再通过 74LS48 译码后，通过数码管显示出来。2.2 整体构思优先编码器锁存器（触发器）译码器（驱动）数码管主持人控制开关2.3 具体实现2.1.1、抢答器同时供 8 名选手或 8 个代表队比赛，分别用 8 个按钮 S0 S7 表示。2.1.2、设置一个系统清除和抢答控制开关 S，该开关由主持人控制。2.1.3、 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在 DPY_7-SEG 七段数
3、码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。3 元件说明及相关计算3.1 元件说明3.1.1、优先编码器优先编码器既在同一时间内，当有多个输入信号请求编码时，只对优先级别高的信号进行编码的逻辑电路，称为优先编码器。常用的集成优先编码器有 74LS148（8 线3 线）和 74LS147（10 线4 线）两种制式。以 74LS148 为例：贵州大学课程设计 第 3 页 (a) 功能简图 管脚引线图 功能说明：74LS148 的输入端和输出端低电平有效。图（a）是其功能简图，图中电源和地未画， 是输入信号， 为三位二进制编码输出信号， 1 时，编码器
4、禁止编码，当 0 时，允许编码。 是技能输出端，只有在 0，而 均无编码输入信号时为 0。 为优先编码输出端，在 0 而 的其中之一有信号时， 0。 各输入端的优先顺序为： 级别最高， 级别最低。如果0（有信号），则其它输入端即使有输入信号，均不起作用，此时输出只按 编码， 000。优先编码被广泛用于计算机控制系统中，当有多个外设申请中断时，优先编码器总是给优先级别高的设备先编码。3.1.2、 锁存器贵州大学课程设计 第 4 页 74LS74引脚排列图引脚功能如下：3.1.3、译码器译码与编码是相反的过程，是将二进制代码表示的特定含义翻译出来的过程。能实现译码功能的组合逻辑电路称为译码器。集成
5、译码器可分为三种，即：二进制译码器、二十进制译码器和显示译码器。贵州大学课程设计 第 5 页 二进制译码器是将输入的二进制代码的各种状态按特定含义翻译成对应输出信号的电路。也称为变量译码器。若输入端有 n 位，代码组合就有 2n个，当然可译出 2n个输出信号。显示译码器由译码输出和显示器配合使用，最常用的是 BCD 七段译码器。其输出是驱动七段字形的七个信号，常见产品型号有 74LS48、74LS47 等。74LS48 的输入端是 四位二进制信号(8421BCD 码)，a、b、c、d、e、f、g 是七段译码器的输出驱动信号，高电平有效。可直接驱动共阴极七段数码管， 是使能端，起辅助控制作用。使
6、能端的作用如下： (1) 是试灯输入端，当 =0， =1 时，不管其它输入是什么状态，ag七段全亮；(2)灭灯输入 ，当 =0，不论其它输入状态如何，ag 均为 0，显示管熄灭；(3)动态灭零输入 ，当 =1， =0 时， 如果 =0000 时，ag 均为各段熄灭； (4) 动态灭零输出 ，它与灭灯输入 共用一个引出端。当 =0 或 =0 且=1， =0000 时，输出才为 0。片间 与 配合，可用于熄灭多位数字前后所不需要显示的零。74LS48 功能简图 74LS48 管脚引线贵州大学课程设计 第 6 页 3.1.4、 数码管共阴式 LED 数码管的原理图，使用时，公阴极接地，7 个阳极 a
7、g 由相应的 BCD 七段译码器来驱动，3.2 相关计算4 调试过程4.1 调试过程调试的方法：不通电检查 电路安装完毕后，不要急于通电，应首先认真检查接线是否正确，包括多线、少线、错线等，尤其是电源线不能接错或接反，以免通电后烧坏电路或元器件。查线的方式有两种：一种是按照设计电路接线图检查安装电路，在安装好的电路中按电路图一一对照检查连线；另一种方法是按实际线路，对照电路原理图按两个元件接线端之间的连线去向检查。无论哪种方法，在检查中都要对已经检查过的连线做标记，使用万用表检查连线很有帮助。直观检查 连线检查完毕后，直观检查电源，元器件接线端之间有无短路，连线处有无接触不良。通电检查 把经过
8、准确测量的电源电压加入电路，电源接通之后不要急于测量数据和观察结果，首先要观察有无异常现象，包括有无冒烟、有无异常气味、触摸元件贵州大学课程设计 第 7 页 是否有发烫现象、电源是否短路等。如果出现异常，应立即切断电源，排除故障后可重新通电。分块调试包括测试和调整两个方面。测试是在安装后对电路的参数及工作状态进行测量；调整则是在测试的基础上对电路的结构或参数进行修正，使之满足设计要求。为了使测试能够顺利进行，设计的电路图上应标出各点的电位值，以及其他参考数值。调试过程中我们不能单凭感觉和印象，要始终借助仪器观察，2、调试注意事项测试之前要熟悉各种仪器的使用方法，并仔细加以检查，避免由于仪器使用
9、不当或出现故障而作出错误判断。测试仪器和被测电路应具有良好的共地，只有使仪器和电路之间建立一个公共地参考点，测试的结果才是准确的。调试过程中，发现器件或接线有问题需要更换或修改时，应关断电源，待更换完毕认真检查后方可重新通电。调试过程中，不但要认真观察和检测，还要认真记录。包括记录观察的现象、测量的数据间关系，必要时在记录中应附加说明，尤其是那些和设计不符合的现象更是记录的重点。依据记录的数据才能把实际观察的现象和理论预计的结果加以定量比较，从中发现问题，加以改进，最终完善设计方案。通过收集第一手资料可以帮助自己积累实际经验，切不可低估记录的重要作用。安装和调试自始至终要有严谨的科学作风，不能
10、抱有侥幸心理。出现故障时，不要手忙脚乱，马虎从事，要认真查找故障原因，仔细作出判断，切不可一遇到故障解决不了时就拆线重新安装。因为重新安装的线路仍然存在各种问题，况且原理上的问题也不是重新安装电路就能解决的。贵州大学课程设计 第 8 页 在调试过程中，我们认真了解了上述知识，对我们电路作了调试。出现了故障。4.2 遇到问题及解决措施故障原因实际电路与设计的原理图不符。元器件使用不当。设计的原理本身不满足要求。误操作等。我们作了仔细的检测，还是没有达到目的，锁存器没有对数进行锁存，主持人清零后只有记数。由于诸多因素的影响，我们原来的理论设计可能要作修改，选择的元器件需要调整或改变参数，可能还要增
11、加一些电路或元器件，以保证电路能稳定地工作。所以，调试之后很我们可能要对前面的“选择元器件和参数计算”一步中所确定的方案再作修改，最后才能完成实际的总体电路，制作出符合设计要求的电子设备。5.心得体会第一次接触课程设计，开始阶段有些无从下手，盲目的在网上搜寻资料，后来在老师的指导下，我们的设计才真正的进入了正轨，三个星期课程设计使我们对数电的基础知识又有了论知识有了进一步的了解，通过设计也培养了我们的动手实践能力和团队配合能力。尤其增强了对数字电子技术这门课程的兴趣。在设计的过程中，我们通过软件仿真，电路焊接，我们的动手能力得到了很大的提高，也学会了一些基本电工工具的使用操作方法。设计阶段，我
12、们到网上及图书管查找相关元件资料，了解了更多电子元件的功能和原理，实现了电路的预定功能。在设计中，我们相互帮助，同学协作能力得到了很大的提高所以在以后的学习生活中我会改正不足，在设计中，我贵州大学课程设计 第 9 页 们并没有那么顺利的就完成，过程中出现了许多问题，如：在做逻辑信号电平测试器的过程中，我们将 R1 与 R2 接反，造成电路功能无法实现，在全面检查电路后，发现问题并改正，完成了设计。在设计中，我们的设计思维，发现问题和解决问题的能力得到了很大的提高，也对电子设计有了很大的兴趣。现在的社会是科技的社会，在以后的学习生活中，我们会更加努力学习培养自己独立思考的能力，从而更加适应社会。
13、在设计中，我们也学会了一些设计的小技巧，在设计中，对第一次接触电工的同学来说，焊接是一道难题，其次是布线，焊接工作是具有一定危险性的，不小心就会烫伤，所以焊接时要非常细心，稍微不小心就会把电路板和元件弄坏，刚开始焊的时候手都是抖的，但是熟练了就好了。三周的课程设计结束了，我们得到了很多东西，是我们在课堂上得不到的东西，是有用的东西而不是那种华而不实的东西，在以后的学习中，我们会更加努力的去专研所学的课程。参考文献赵淑范主编：电子技术实验与课程设计，清华大学出版社陈光明主编：电子技术课程设计与综合实训北京航空航天大学出版社高吉祥主编：全国大学生电子设计竞赛培训系列教程电子工业出版社彭介华主编：电子技术课程设计高等教育出版社谢云主编：现代电子技术实践课程指导机械工业出版社黄继昌等编著：实用单元电路及其应用 人民邮电出版社李朝青主编：数字 IC 技术手册 北京航空航天大学出版社附录一：电路原理图.贵州大学课程设计 第 10 页 附录二：元件清单开关 9 只1K 电阻 9 只 74LS148 集成电路 1 只74LS74 集成电路 2 只74LS48 集成电路 1 只共阴数码管 1 只插槽 16 孔 2 只 14 孔 2 只插孔 1 只贵州大学课程设计 第 11 页
