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1、湖南科技工业职业技术学院毕业设计论文设计课题： 实用八路电子抢答器 班 级： 09107 姓 名： 杨勇 学 号： 09107045 专 业： 机电一化 教 研 室： 指导老师： 联系电话： 目 录摘要（包括论文的概括性说明及关键字）第1章 引言1.1 课题主要研究目的及意义1.2 课题主要研究的内容第2章 八路抢答器电路的总体设计 2.1方案分析 2.2总体方案方框图第3章 主要模块电路的设计3.1 数码显示电路的设计3.1.1 数码显示电路的设计3.1.2 优先编码器74LS1483.1.3 74LS04集成反相器3.1.4 CD4511 显示译码器3.1.5 LED数码管显示管3.2 报
2、警电路的设计3.3 计分电路的设计3.4 主控电路的设计3.5 电源电路的设计第4章 电路的安装与调试4.1 数码显示电路的安装与调试4.2报警电路的安装与调试4.3 计分电路的安装与调试4.4主控电路的安装与调试4.5 电源电路的安装与调试第5章 元件清单5.1 数码显示电路清单5.2 报警电路清单5.3 计分电路清单5.4 主控电路清单结束语参考文献实用八路电子抢答器摘 要：本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定
3、的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。关键词：抢答电路，定时电路，报警电路， 第1章 引言 伴随着科技时代的前进，电子产业在人们的生活中发挥着越来越重要的作用，电子技术得到了突飞猛进的发展，各种电子产品的功能质量也日臻完善。其中，抢答器被广泛地应用于企事业和商业部门，是为各种知识竞赛，文娱活动提供公正，客观和快速裁决的一种常用电子设备。在人们的娱乐生活中，电子抢答器是必不可少的设备之一。但是，传统的抢答器一般准确与可靠不高，而且产品体积大，安装维修困难。数字电路是用数字信号完成数字量进行算术和逻辑运算的电路。
4、用它设计电路实现简单，系统可靠集成度高，体积小。功耗低，而且电路的设计，维修，维护灵活方便。随着集成电路技术的高速发展，数字逻辑电路的集成度越来越高。因此以74系列常用集成电路设计数码显示八路抢答器，充分利用数字电路的优点，利用她来实现抢答功能，抢答限时，答题限时，记分功能，设定功能，语音报警等功能，可以使结构更加简单，功能更加强大，可靠性更好，实用性更强，从而让设计更加完善，具有十分广阔的前景。 1.1课题主要研究目的及意义让我们掌握时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别及时时序逻辑电路的表示方法；能分析触发器的逻辑功能；了解八路数字抢答器的基本原理，及其应用的一些器件的工作运行方式。 在电视和学
5、校中我们会经常看到一些智力抢答的节目，如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。为了使这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。1.2课题主要研究的内容(1)了解八路电子抢答器的控制的时序逻辑电路。(2)了解八路电子抢答器的组成部分(3)了解电路中个器件的作用于与工作原理第2章 八路抢答器电路的总体设计2.1 方案分析制作抢答器可以用好多的方法，可以用单片机来完成，它的功能强大制作简单，并且外围的元件也很少；也可以用PLC来实现，他的制
6、作也是比较简单；还可以用我们学过的EDA技术来制作；最后也可以用数字电路来实现，它的原理比较简单，集成块的价格也比较便宜且很容易购买，与我们学完的数字电路联系紧密，能将我们所学知识用于实际，对巩固所学知识有重要意义，用了一些成型电路，如NE555标准秒脉冲电路等，使总体方案易于实现。 方案一采用数字电路1、原理方框图定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。图1所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清
7、除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止
8、。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复1、原理方框图方案二采用单片机此电路完成的功能如图2所示，当主持人宣布抢答开始的时候，按下开始按钮，此时电路进入抢答状态，选手的输入采用了扫描式的输入，之后把相应的信息送往单片机，再由单片机输出到显示输出电路中。此时有人第一按下相应的抢答按钮，经过单片机的控制选择，在八段显示器上显示相应的号码，并锁存，同时禁止其他按钮的输入到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。方案三采用PLC1、原理方框图此电路的功能如图3所示，当主持人打开启动开关后，在设定时间TO 内，如果某组抢先按下抢答按钮，则驱动音效电路发出声响，指示灯LI亮，并且在8段数码管显示器
9、上显示出抢答成功的组号，此时电路实现互锁，其他组再按下抢答按钮为无效;如果在时间TO内，无人应答，则驱动音效电路发出声响，指示灯L2亮，表示抢答者均放弃该题;在抢答成功后，主持人打开限时开关SW2，启动计时器，在设定的时间TI 内回答有效，当到达设定时间TI时，驱动音效电路，指示灯L3亮，表示答题时间到。三、 方案选择方案比较数字电路单片机PLC制作难度低一般一般实现难度一般低低价格低一般高电路原理简单一般一般设计难度简单高一般通过上面的方案比较，数字电路的制作方案比较容易实现，并且在原理方面也是比较简单，所以我选择采用第一种方案来完成抢答器电路。2.2总体方案方框图如图1所示为总体方框图。其
10、工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到清零状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置;开始状态，宣布开始抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作清除和开始状态开关。 主体电路声音报警电路主控制电路抢答按钮主持人控制开关电路译码电路译码显示锁存器优先编码电路 扩展电路显示电路图1 设计框图3.1 数码显示电路的设计3.1.1数码显示电路的设计抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的
11、先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器74148和DFF锁存器可以完成上述功能，其电路组成如图4所示。其工作原理是：当主持人控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的端为低电平，输出端（4Q1Q）全部为低电平。于是74LS48的 =0，显示器灭灯；74148的选通输入端 =0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端 7. 0输入信号，当有选手将键按下时(如按下S5)，74LSl48的输出=010， =0，经RS锁存器后，CT
12、R=l， =1，74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经74LS48译码后，显示器显示出“5”。此外，CTR=1，使74l48的端为高电平，74LSl48处于禁止工作状态，封锁了其它按键的输入。当按下的键松开后，74LSl48的为高电平，但由于CTR维持高电平不变，所以74LSl48仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。3.1.2 优先编码器74LS148优先编码器克服了普通编码器输入信号相互排斥的问题，它允许同时输入两个或两个以上编码信号
13、。由于在设计优先编码器时已经预先对所有编码信号按优先顺序进行了排队，设置了优先级别，所以当输入端有多个编码请求时，编码器只对其中优先级别最高的输入信号进行编码，而不考虑其他优先级别比较低的输入信号。常用的优先编码集成器件有74LSl47、74LSl48等。图3-1给出了3位二进制优先编码器74LSl48的逻辑符号图、引脚排列图。由于它有8个编码信号输入端,3个二进制代码输出端，为此又把它叫做8线3线优先编码器。74LS148的功能见表2-2。a)逻辑符号 b)引脚图图3-1 优先编码器74LS148表中H表示高电平，L表示低电平，表示任意电平。根据74LSl48的功能表对其逻辑功能说明如下。为
14、8个编码输入端，低电平有效。优先级别最高，优先级别依次降低，优先级别最低。例如，在编码器工作时，若即有编码请求，无编码请求，编码器只对的输入信号进行编码，对应的输出代码为。为3个二进制代码输出端，低电平有效。3位二进制代码从高位到低位的排列为，且输出代码为二进制码的反码。表3-2 74LS148的功能表输 入输 出HHHHHHLHHHHHHHHHHHHLLLLLLLHLLHLLHLHLLHHLHLLHLLHHHLHHLHLLHHHHHLLLHLLHHHHHHLHLHLLHHHHHHHHLLHLLHHHHHHHHHHLH为选通输入端，低电平有效。当时，禁止编码器工作。此时，不管编码输入端有无编码
15、请求，输出，此时，。当时，允许编码器工作。当所有的编码输入端无编码请求时，输出，此时，。当编码输入端有编码请求时，编码器按优先级别为优先权高的输入信号编码，输出为与被输入信号相对应的二进制代码，此时，。为选通输出端，为扩展输出端，用于扩展编码功能。74LSl48的功能表中出现的三种情况，可以用和的不同状态加以区分。 3.1. 74LS04集成反相器74s04是一种芯片作用是将优先编码器74s148输出的二进制反码为二进制码3.1.4 CD4511 显示译码器CC4511为CMOS集成七段显示译码器，具有锁存译码驱动功能。其引脚名称如图2-9所示，为灯测试端，为灯熄灭端，为锁存使能端。七段显示译
16、码器CC4511的真值表见表3-1-4。当(低电平有效)时，所有字段发光，实现灯测试功能；当， (低电平有效)时，所有字段熄灭，实现消隐功能；当和均为高电平时，CC4511实现BCD译码显示功能，此时，锁存使能端LE信号决定译码显示内容；当LE=0时，显示该时刻输入的BCD码相对应的字符，但只能显示字符“0”“9”；当LE=l时，显示LE上跳时锁存入CC4511内部锁存器的BCD码字符。图2-9 CC4511逻辑符号及引脚图表3-1-4 CC4511的真值表输 入输 出显示LEDCBAabcdefg011000011111100011000101100001011001011011012011
17、001111110013011010001100114011010110110115011011000111116011011111100007011100011111118011100111100119011111118010000000空白111其它输出见3.1.5 LED数码管显示管 LED数码管实际上是由七个发光管组成8字形构成的，加上小数点就是8个。这些段分别由字母a,b,c,d,e,f,g,dp来表示。当数码管特定的段加上电压后，这些特定的段就会发亮，以形成我们眼睛看到的 字样了。如：显示一个“2”字，那么应当是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED数码管有一般亮和超亮等
18、不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸数码管的显示笔画常用一个发光二极管组成，而大尺寸的数码管由二个或多个发光二极管组成，一般情况下，单个发光二极管的管压降为1.8V左右，电流不超过30mA。发光二极管的阳极连接到一起连接到电源正极的称为共阳数码管（见下图2-8），发光二极管的阴极连接到一起连接到电源负极的称为共阴数码管。常用LED数码管显示的数字和字符是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。共阳级七段数码管结构 共阴级七段数码管结构(a)共阳级七段数码管结构 (b) 共阴级七段数码管结构图2-8 半导体数码管显示原理公共端公共端公共端公共端共阳级七段数码管
19、结构 共阴级七段数码管结构 共阴级七段数码管结构 3.2 报警电路的设计采用555定时器和三极管构成的报警电路如图6所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率 其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，当PR为低电平的时候，电路停振。 图3-2 八路智力抢答器报警模块电路原理图3.3 计分电路的设计与门G1 的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输入使能端。图的工作原理是：主持人控制开关从清除位置拨到开始位置时，来自于图2中的74LS279的输出 1Q,即CTR=0，经G3反相，输出为1，则NE555产生的时钟信号CP能够加
20、到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则定时到信号为 1，门G2的输出 =0，使 74LS148处于正常工作状态。当选手在定时时间内按动抢答按键时，CTR1，经G3反相，输出为0，封锁 CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出 =1，74LS148处于禁止工作状态。当定时时间到时，则定时到信号为0，/ST=1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时，门G1处于关门状态，封锁时钟CP信号，使定时电路保持00状态不变，此次抢答结束图3-3 八路智力抢答器计分模块电路原理图3.4 主控电路的设计抢答控制模块是抢答器的核心模块，抢
21、答控制主电路是属数字电路中继组合逻辑电路后的另一类电路时序逻辑电路。该电路是由触发器的应用构成的时序逻辑电路，触发器是具有记忆功能，是能够存储一位二进制码的逻辑电路。八路智力抢答器主控模块电路整体结构见下图3-4。为了便于分析工作原理，将其中与其他模块有联系的接口先去掉，简化后如图下所示。IC1IC3IC2图3-4当74LS373的D1D8为高电平，Q1Q8也是高电平时，各LED指示灯不亮。当某参赛者按下自己的按键(例如按下S1)时，则D1=0，Q1=0，三极管VTl导通，LED1亮，表示第一路抢答成功。同时，在Q1=0时，与非门IC2的输出为l，此时IC3输出0电平到74LS373的G端，使
22、电路进入保持状态，其他各路的抢答不再生效。因此，该电路不会出现两人同时获得抢答优先权。当裁判确认抢答者后，按下复位按钮(S9)，IC3输出高电平，因S1S8无键按下，D1D8均为高电平，Q1Q8也都为高电平，电路恢复初始状态，LED熄灭，准备接受下一次抢答。IC2的输出端还可接计时电路。3.5 电源电路的设计本电源电路是单向桥式整流电路，该电路的基本组成是由变压器.整流二极管及负载电阻组成。原理图如下图当变压器二次侧电压U2为正半周时，变压器二次侧绕组的电动势为上正下负，此时整流二极管V1，V2反偏截止，电流自上而下流过负载电阻R1，R1两端电压为UR1.当变压器二次侧电压U2为正半周时，变压
23、器二次侧绕组的电动势为上负下正，此时整流二极管V1，V3反偏截止，整流二极管V2，V4正偏导，电流自上而下流过负载电阻R1，R1两端电压为UR1.配套 电阻元件及材料如下图名称规格代号名称规格V1整流二极管1N4001带插头电源线V2整流二极管1N4001万能电路板V3整流二极管1N4001直径0.8mmd镀锡铜丝V4整流二极管1N4001焊料.助焊剂R1碳膜电阻器一千欧紧固件M4*15 4套T电源变压器AC220V/7.5*2绝缘胶布第4章 电路的安装与调试4.1 数码显示电路的安装与调试。(一)整机装配将检验合格的元器件按图1-27所示布线安装在万能电路板上。电路装配应重点注意以下问题。(
24、1) 连线尽量短，整体接地要好。(2)焊接用的烙铁最好不大于25W，使用中性焊剂，如松香酒精溶液，不可使用焊油。(3)电路板焊接完毕后，不得浸泡在有机溶液中清洗，只能用酒精擦去外引线上的助焊剂和污垢。(二)电路调试将检验合格的元器件按图2-12所示的实验电路安装在万用电路板或者印制板上。调试步骤如下。仔细检查、核对电路与元器件，确认无误后加入规定的+5V直流电压；通电后，虽然编码器输出，由于此时，经反相后为低电平，即，CC45ll具有灭零功能，所以此时数码管无显示；由于显示模块上没有安装按钮开关，因此调试时，可以用镊子或金属导线将相应输入端对地短接来取代按钮开关，当短接其中的一个或几个输入端时
25、，则数码管将按编码器的优先级别显示相应的数字。例如，同时短接1、5、8号输入端时，则数码管将显示数字“7”。(三)故障分析与排除当电路不能完成预期的逻辑功能时，就称电路有故障，产生故障的原因大致可以归纳以下四个方面：操作不当(如布线错误等)、设计不当、元器件使用不当或功能不正常，以及仪器(主要指数字电路实验箱)出现故障。在检查所有元器件(编码器、译码器、数码管等)都完好的情况下，将元器件焊接在电路板上，验证其功能，若电路不能正常工作，则需要检查故障，通常有以下几种故障：l 通电后，按下逻辑电平开关，数码管没有任何显示；l 通电后，按下逻辑电平开关，数码管的显示不对；l 通电后，按下逻辑电平开关
26、，数码管的显示不稳定。其他故障现象这里就不一一列举了。一般从以下几点查找电路故障的原因(由于前提是元器件都是好的，那么电路肯定有问题)：(1)查电源：可能是电源和地的原因，电源和地一定不能短路，并且检查电源是否为标准的+5V，每个芯片的电源是否接上，各个接地点是否可靠接地。(2)查JT9：若电源没有问题，查看JT9中各输入脚未对地短接时，应该输入TTL高电平l，各输入脚对地短接时应该输入TTL低电平“0”，倘若不是，则电阻R0R7接错。(3)查74LSl48：前步无误后，逐个对地短接输入脚，查看编码器的输出是否正确。比如短接1号引脚 ，则应只有74LSl48的输入端只有为低电平，应该为高电平，
27、输出应该均为高电平，倘若不符合真值表，则查看芯片的连接是否有误，焊接是否合格，或者用一个好的74LSl48来替代等方法确定故障点。(4)查反相器IC2：前面检查无误后，改变对应74LSl48的输出端的电平来查看反相器能否正常反相工作。(5)查CC451l：用改变反相器的输入，送给CC4511，查看数码管的显示是否正确。倘若不正确，依据CC4511的真值表查看CC4511，并且是否与数码管正确连接。(6)查焊接故障：包括电路虚焊、错焊、漏焊等。虚焊：虚焊表现为焊点质量非常差，是所有故障中最难查找的，表现为电路有时正常，有时不正常，这个时候需要用电烙铁逐个修补那些焊得不好的焊点。错焊：错焊包括电路
28、短路、断路以及焊接错误等，通常电路表现为不正常工作，可以依据电路图逐步找到故障点。漏焊：这时电路也表现为不正常工作，可以依据电路图查看哪条线路漏焊，补焊即可。总之，检查故障需要依据电路工作原理一步一步发现问题所在，耐心细致地找到问题症结所在。需要强调的是，经验对于故障检查是大有帮助的，但只要充分掌握基本理论和原理，就不难用逻辑思维的方法较好地判断和排除故障。4.2报警电路的安装与调试（一）.电路装配步骤电路装配遵循“先低后高、先内后外”的原则，参照图4-14的布线将检测好的元器件焊装到万能电路板上。2.电路装配工艺要求(1)无错焊、漏焊、虚焊。(2)元器件(零部件)距印制板高度H为01 mm。
29、(3)元器件(零部件)引脚保留长度为O.51.5mm。(4)元器件面元器件(零部件)高度平整、一致。(二)电路调试(1)仔细检查、核对电路与元器件是否无误。(2)用镊子或金属导线将JT10的1脚对地短接或接触一下，扬声器应发出警报声。然后将JT10与抢答主控模块相连，启动任何一组抢答扬声器应发出警报声。(3) IC2用KD9561，是四音模拟声集成电路。IC2的外围元件只有一只振荡电阻R3，取值可在180510K范围内，R3阻值越小，报警节奏就越快，反之则慢。(4)B可采用0.8W、8的电动扬声器,亦可用压电陶瓷代用,但必须加装助声腔,尽管如此,其音量还是要小得多。(三)故障分析与排除1.故障
30、现象及原因本电路常见故障现象有接通电源即报警或开启电源后不能报警等。接通电源即报警的常见主要原因有(1) JT10的1脚(报警输入)对地有短路；(2) 555集成定时器损坏；(3) 三极管VT1或VT2的C-E结击穿等。开启电源后不能报警的常见主要原因有(1) JT10的2脚(报警复位)对Vcc有短路；(2) 555集成定时器损坏；(3) 语音芯片KD956l损坏；(4) 三极管VT3、VT4损坏等。2.故障检修技巧本电路可采用对分法进行分析。所谓对分法，即对于有故障的多级电路，为了减少调测工作量，可先把可疑的范围分作两区，先通过检测，判定前后两个部分究竟哪一部分有故障，然后再对有故障部分继续
31、进行对分检测，直到找到故障点为止。采用555集成定时器的报警器可分为两部分，如图4-17所示。图4-13电路中左边部分为前级电路(触发控制、延时电路)，由555集成定时器及外围电路组成，IC1的3脚是关键测试点；图4-13所示电路的右边部分为后级电路(报警发声电路)。图4-17 报警器方框图例如，故障现象为接通电源即报警，用逻辑测试笔(或万用电表)检测IC1的脚状态，若为高电平，则为前级电路故障，即555集成定时器及外围元件损坏，通过进一步检测可尽快找出故障元件；若检测IC1的3脚状态为低电平，则可判断故障后级电路，这时因接通电源即报警，说明语音报警芯片IC2正常，显然，故障原因是三极管VT1
32、或VT2的C E结击穿，使接通电源后，IC2的VSS端相当于接地，即通电后报警发声电路就开始工作。同样，若故障现象为开启电源后不能报警，将报警输入端(JT10的1脚)对地短路的同时检测IC1的3脚状态，若为低电平说明前级部分电路异常，应检查前级电路即555集成定时器电路及其外围元件，否则应检查后级电路，即检查IC2和三极管VT1VT4是否正常。4.3 计分电路的安装与调试(一)整机装配将检验合格的元器件安电路图安装在电路板上。电路装配工艺要求可参考任务一节关内容。1.电路板装配步骤电路装配遵循“先低后高、先内后外”的原则，先安装R1、R2、R3等电阻以及二极管VD1、C2、C3，后安装发光二极
33、管LED1、C1，再安装集成电路IC座，最后安装数码管。2.电路装配工艺要求(1)将电路所有元器件(零部件)正确装入印制板相应位置上，采用单面焊接方法，无错焊、漏焊、虚焊；(2)元器件(零部件)距印制板高度H为Ol mm；(3)元器件(零部件)引脚保留长度为0.51.5 mm；(4)元器件面相应元器件(零部件)高度平整、一致。(二)电路调试(1)仔细检查、核对电路与元器件，调试时一定要小心，通电前观察电路板有无明显的故障处。例如，元器件的短路、损坏以及脱落，导线有无搭桥、断路等明显故障。确认无误后加入规定的+5V直流电压。通电后，观察电路有无异常现象，如冒烟、发热现象，一旦有异常，应马上关闭电
34、源。(2)将计数允许端TE接地，使计数器工作在计数状态；(3)在加1端和减1端分别加入1Hz的计数脉冲，观察计数器应能正常计数并能向高位进位或借位；如果能正常计数并能向高位进位或借位说明本模块调试成功。(三)故障分析与排除很多电子初学者在电路出现故障时手足无措，忙得一头大汗，翻来覆去找不到问题所在，甚至越修越坏。出现故障时不要着急，准备必要的测量仪器、电路原理图以及电路中使用的集成电路芯片引脚图和功能表，接着根据手上的资源找出故障所在。在了解电路结构的基础上，就可以用单元电路模块化和功能块流程图分析整个电路包含有几个单元电路，进而分析故障出在哪一个或哪几个单元电路之中。这样，就有可能缩小搜索范
35、围，找出故障所在功能和电路，迅速地查出故障位置。对于本计分模块故障来说，可将该电路分为计数译码和显示电路二部分。出现什么故障就查哪一部分电路。例如，如果出现数码管没有显示，那么可先查译码显示电路，测试有无七段码数据输出；如无问题则查计数电路，检查计数器CC40110有无输入脉冲，计数允许端TE信号是否为低电平等直到把故障查出来为止。4.4主控电路的安装与调试(一)整机装配将检验合格的元器件按图3-17所示安装在电路板上。电路装配工艺可参考任务1有关内容。1.电路板装配步骤电路装配遵循“先低后高、先内后外”的原则，先安装电阻，后安装按钮、集成电路IC座。2.电路装配工艺要求(1)将电路所有元器件
36、(零部件)正确装入到印制板相应位置上，采用单面焊接方法，要求无错焊、漏焊、虚焊。(2)元器件(零部件)距印制板高度H为O1 mm。(3)元器件(零部件)引脚保留长度为O.51.5 mm。(4)元器件面相应元器件(零部件)高度平整、一致。(二)电路调试1.仔细检查、核对电路与元器件，确认无误后加入规定的+5V直流电压。2.抢答功能测试：由于本模块上没有安装抢答按钮开关SlS8，因此调试时，可以用镊子或金属导线将相应输入端对地短接来取代按钮开关，当短接其中的一个输入端时，相应的LED指示灯发光，去掉短接线，该LED继续发光。这时短接其他输入端时，其他LED应该不亮，也不影响已经发光的LED。这表明
37、抢答功能正常。3.清零功能测试：按下按钮开关S9，八个LED应该全灭。(三)故障分析与排除只有熟悉电路原理及集成电路功能，才能正确快速地找到故障点。若有故障，不要心急，先准备电路原理图及集成电路功能表，再准备好逻辑测试笔、万用表、电烙铁等工具。依照电路原理图和集成电路功能表，检查输入与输出之间的逻辑关系是否正常。下面以抢答后，数码管有显示但不能保持为例，进行故障分析。首先分析，数码管能显示，说明数码显示部分没问题，触发器有输出；输出有变化说明按钮开关没问题；触发器不能锁存说明锁存信号存在问题，下面就应当检查74LS30和74LS04组成的反馈抢答信号部分是否正常。4.5 电源电路的安装与调试电
38、源变压器用螺钉紧固在万能电路板的元件面，一次侧绕组的引出线外向，二次侧绕的引出线向内，万能电路板的另外两个也固定两个螺钉，紧固件的螺母均安装在焊接面。电源线从万能电路板焊接面穿过孔Q后，在元件面打结，再与变压器一次侧绕组引出线焊接并完成绝缘恢复，变压二次侧绕组引出线插入安装孔后焊接。 （2）自检对已完成装配，焊接的工件仔细检查，重点是装配的准确性，包括元件位置，电源变压的一次侧，二次侧绕组接线及绝缘恢复等；焊点质量应无虚，假，漏焊，漏接，搭焊，孔隙，毛刺等；没有其他影响安全性指标的缺陷；做好元件整形。最后用万能表分别测量单向半波整流电路，单向全整流电路和单向桥式整流电路输入，输出电压是否合格。
39、第5章 元件清单5.1 数码显示电路清单数码显示器制作电路中元器件的参数及功能见表5-1。表5-1 数码显示器制作电路中元器件的参数及功能序号元器件代号元器件名称型号及参数功能备注1IC1优先编码器74LS148编码2IC2六非门74LS04二进制码取反3IC3显示译码器CC4511译码4LEDLED数码管CL-5161AS数字显示共阴极数码管5R0R7电阻10K-1/4W限流6R8R14电阻510-1/4W限流7JT10插座10P信号连接5.2 报警电路清单采用555集成定时器构成的八路智力抢答器抢答报警模块电路元器件参数及功能见表5-2。表5-2 采用555集成定时器构成的八路智力抢答器抢
40、答报警模块电路元器件参数及功能表序号元器件代号名称型号及参数功能1R1 R2碳膜电阻器1/8-4.7K报警启动控制，低电平触发电路2R3碳膜电阻器1/8-47K3R4碳膜电阻器1/8-1M与C2共同完成延时、定时4R5碳膜电阻器1/8-4.7K限流5R6碳膜电阻器1/8-150K改变音频振荡频率6R7碳膜电阻器1/8-1K限流7C1电容器0.1F/63V报警启动控制，低电平触发电路8C2电容器100F/10V与R4共同完成延时、定时9C3电容器0.01F/63V滤波，提高电路稳定性10VT1、VT2三极管S9013电子开关11VT3三极管S9013放大12VT4三极管3AX81放大13IC1集成定时器NE555与外围元件单稳态触发器14IC2报警芯片KD9561产生语音报警信号15B扬声器0.5W 8输出报警信号16JT10插座4P信号连接5.3 计分电路清单计分模块元器件参数及功能见表5-3。表5-3 计分模块元器件参数及功能序号元器件代号名 称型号及参数功能1R1、R2、R3碳膜电阻1/8W-300
