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1、目录一：设计题目-二：选择方案-三：元器件参数列表-四：设计原理图-（另外）五：试验中遇到的问题-六：实验体会与总结-一设计题目题目：智力竞赛抢答电路2.教学目的: 电子技术课程设计是学生通过理论设计，查阅资料，选择元器件，计算机辅助设计与分析，实际动手安装，调试等电子电路设计的全过程，了解和掌握电子线路设计的一般方法，巩固和运用在电路与电子技术等课程中所学理论知识和技能，提高设计能力和动手能力，为以后从事电子线路设计和电子产品研究打下基础。3要求：30S定时电路显示先抢答号码其功能为：开始抢答，定时器开始工作，数码管显示时间，从0开始计数，并有小灯亮起（说明可以答题，抢答无效）30S内无人抢
2、答则计数停，无人答显示“ 0 ”。如30S内有人抢答，先抢答者的号码锁存在数码管上，同时封锁其他人。计数器停止。说明：可采用8线-3线优先编码器（74LS148）,利用其编码功能及其他有关功能端，对抢答型号编码，通过RS锁存并将号码显示，同时通过门电路控制使148禁止继续工作。如30S无人抢答也通过门电路控制电路使148禁止工作。二选择方案方案比较3线8线优先编码器(74148)：E101234567A2A1A0GSEO1XXXXXXXX11111011111111111100XXXXXXX0000010XXXXXX01001010XXXXX011010010XXXX0111011010XXX
3、01111100010XX011111101010X01111111100100111111111101允许同时输入两个以上编码信号。其中有选通输入端(E1)，只有其在低电平条件下编码器才正常工作；选通输入端（E0），低电平时表示“电路工作，但无编码输入”；扩展端（GS），低电平时表示“电路工作，而且有编码输入”。十进制同步计数器（74160）：具有十进制加法计数功能。另具有置零、保持和预置数等功能。其中RCO为进位端；CLR为异步置零端；LOAD位预置数控制端;ENT&ENP为状态控制端。功能表见下：CP CLRLOADENT ENP工作状态*0*置零上升沿10*预置数*1101保持*11*
4、0保持（C=0）上升沿1111计数锁存器（7475）：适用于单端输入信号的场合。为4位D锁存器。当1C、2C、3C、4C端口输入为低电平信号的时已输入的信号是被锁存住的。方案选择30秒定时器：可由两片74160实现。见下图：两片74160组成了100进制计数器。通过两与非门实现了计数器30秒计时：当作为十位的74160输出为0011时通过与非门将脉冲信号截止，显示器停留在30上，小灯熄灭。抢答器部分：由8位选手的开关及74148实现。见下图：通过优先编码器实现了选手的抢答。17号直接实现，8号输出0，以后做约束输出8抢答选手号码显示及锁存：由7475实现。利用一系列门电路将1C、2C、3C、4
5、C端口输入高低电平。当1C、2C、3C、4C端口输入为低电平信号的时已输入的信号是被锁存住的。从而显示选手号码。注：选手号码是从1-8号，当无人抢答或超时时现实的是0的显示。（通过74148的GS端再无输入时为1，于7475的D4输入端连接实现的） 555定时器的应用：用555定时器实现周期为1秒的脉冲输出。连接如左图：7421,4输入与门，当A2 、A1、A0 、GS同时为1时输出1到7475的4D，显示管最高位从4Q得到信号置8。将以上述5个部分加以连接就可实现题目要求。具体见下电路图（第8页）。原理框图 选手开关 优先编码器 锁存器 选手显示器 主持人开 计时器 计时显示器 555定时器
6、 三元器件参数列表编号名称型号数量A18线-3线优先编码器741481B1,B2十进制同步计数器741602C1锁存器74751D（1，2）四2输入与门74082E（1，2）四2输入或门74322F（1，2）四2输入非门74042G（1，2）四2输入与非门74002H1555计时器1R（1，2，3）电阻（100K*2,2K50%）3K（1,2）电容（10uF,0.01uF）2说明：当主持人按下开关，由于555组成的以秒为单位的脉冲开始工作，抢答开始，计时器计时。在30秒内有人抢答，信号通过74148优先编码器的输出传给锁存其输入端D1至D3,同时GS由于有信号输入为低电平，从而使D4位0。使显
7、示器显示选手号码，并通过门电路将1C、2C、3C、4C端口输入为低电平信号，将信号是锁存住。此时计数器显示是为零的。在30秒内无人抢答，那么，计时器停止在30秒上。通过门电路将8锁存在选手显示器上，使之后的抢答无效。四：设计原理图五实验中遇到的问题设计中遇到的问题选手显示器：最初就考虑了选手号码的问题。在显示选手号码的计数器上只有0至7的号码。要显示1-8就需要对8进行而外考虑，这样在无人选择时显示的是0。解决方法：通过7475上的D4输入端和74148的GS端的连接实现。选手号码是从1-8号，当无人抢答或超时时现实的是0的显示。锁存器的选择与实现： 开始时对锁存器锁存不能很好的理解，对于锁存
8、器于优先编码器之间的连接不太清楚。解决方法：通过看书和跟同学讨论直接选择使用7475，来完成这个工作。参考实习教材上的相关题目和148的功能表，利用148中的E0输出端，作为控制锁存的一个输入信号，并且根据参考例题上的图示，使用了7475 的非信号输出端口，并添加相应的门电路和主持人控制信号，最终达到锁存目的。EWB上调试时遇到的问题接线过程：由于设计图中有大量的导线连接，所以在接线过程中由于马虎把显示器的高低为接反，使开始显示时出现了“乱码”在检查后恢复正常。而且地线，电源线接非常容易烧毁芯片。芯片接反也会有同样效果器件问题：在解决了“乱码”问题后，发现计数器74160不能清0。在检查电路后
9、发现接线正确，在老师指导下确定是74160的置零端CLR失灵了。在没有74160情况下更换了74162使抢答器正常工作。电路板和针脚会有很多问题经常出现接触不良等不可抗力因素影响。未解问题：当同时按下除8以外的键时，将会优先编译比较大的数，这是芯片缺陷，无法解决。当同时按下8和其他键时，将会出现乱码，这是因为8处在循环外，将会使最高为置一，加上各位。六实验体会与总结 通过两周的课程设计，考察我们对组合和时序逻辑电路的掌握情况。同时也锻炼我们使用仪器和计算机辅助设计的技能，使学过的知识得到了巩固与复习。但更重要的是把原来所学的理论知识与实际的生活联系在了一起。是学习变成了一种乐趣。使知识形象具体
10、的被掌握。 在实验过程锻炼了自己的思考能力和动手能力。在通过题目设计电路的过程中，加强了我思考问题的的完整性和与实际生活联系的可行性。在方案设计选择和芯片的选择上，使我对理论知识和芯片的原理和功能有了更深刻的记忆。 当自己在实验台上动手连接电路遇到问题时，锻炼了自己对问题的分析和解决能力同时也锻炼了自己的耐心。当通过自己的努力解决问题，在老师的帮助下排除困难后，看着设计出来的电路能实现预想的功能，体会到了成功的喜悦。希望以后还能够有自己真正动手的机会！在设计过程中，由于通过了EWB的调试省去了不少时间，避免了在实际操作中解决困难的时间。是个很好的检验手段。再有，无论是在EWB上设计还是在实验台上连线，少一些马虎多一些认真，是可以节省不少时间和精力的。总之，这次实验我收获颇多。实践是获得知识的一种最好的手段！【参考文献】电工电子基础实践教程（上册） 机械工业出版社 18 触发器及锁存器的应用数字电子技术基础 清华大学出版社5 555定时器及其应用标准集成电路数据手册TTL集成电路 电子工业出版社
