八路定時(shí)搶答器課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　八路定時(shí)搶答器的設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：眾所周知，定時(shí)搶答器在我們的生活中的運(yùn)用越來越廣泛。本論文主要是應(yīng)用常用集成器件來設(shè)計(jì)數(shù)碼顯示的八路搶答器。該搶答器除具有基本的搶答功能外，還具有定時(shí)搶答和報(bào)警功能。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)供搶答的時(shí)間，系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答，則搶答器正常工作；若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無人搶答、或搶答還沒開始就有選手搶答，則系統(tǒng)中的揚(yáng)聲器

2、將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。</p><p>　　關(guān)鍵詞：八路, 搶答器，定時(shí)，報(bào)警</p><p>　　Abstract： As we known, Intelligence answering racer has being widely used in our daily life .In this paper, The 8-wire answering race`

3、s function includes timing and alarming besides the basic function of an answering racer. The host sets the provided time for the answering race through the time-setting switch, after this the system will count down the

4、time automatically. If anybody answer the question on time, the answering race`s will work normally; If nobody answer the question on time or some</p><p>　　Keywords：8-wire, answering racer, timing, alarming&

5、lt;/p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1前言1</b></p><p>　　2總體方案設(shè)計(jì)2</p><p><b>　　2.1方案比較2</b></p><p>　　2.1.1方案一2</p&g

6、t;<p>　　2.1.2方案二3</p><p>　　2.1.3方案三3</p><p><b>　　2.2方案論證4</b></p><p><b>　　2.3方案選擇4</b></p><p>　　3單元模塊設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1各

7、單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1.1搶答器模塊設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1.2可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路模塊設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1.3報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)7</p><p>　　3.1.4時(shí)序控制電路8</p><p>　　3.2電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇8</p&g

8、t;<p>　　3.2.1搶答電路9</p><p>　　3.2.2定時(shí)電路9</p><p>　　3.2.3報(bào)警電路9</p><p>　　3.2.4時(shí)序控制電路9</p><p>　　3.3特殊器件的介紹9</p><p>　　3.3.1優(yōu)先編碼器74LS148器件介紹9</p>

9、;<p>　　3.3.2譯碼器74LS48器件介紹11</p><p>　　3.3.3計(jì)數(shù)器74LS192器件介紹11</p><p>　　3.3.4 555定時(shí)器件介紹13</p><p>　　3.3.5觸發(fā)器74LS279器件介紹15</p><p>　　3.3.6單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS12115</p>

10、<p><b>　　4系統(tǒng)調(diào)試17</b></p><p>　　4.1調(diào)試環(huán)境17</p><p>　　4.2硬件調(diào)試17</p><p>　　5系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)19</p><p>　　5.1系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能19</p><p>　　5.1.1基本功能19<

11、/p><p>　　5.1.2擴(kuò)展功能19</p><p>　　5.2系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試19</p><p>　　5.3對(duì)系統(tǒng)的一些技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試20</p><p>　　5.4系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析21</p><p><b>　　6設(shè)計(jì)總結(jié)22</b></p><p&

12、gt;　　7謝辭（致謝）23</p><p><b>　　8參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　9附錄25</b></p><p>　　附錄1 總原理圖25</p><p>　　附錄2 仿真圖26</p><p><b>　　前言<

13、;/b></p><p>　　在我們的生活當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)參加一些文體文藝等活動(dòng)。比如公司、學(xué)校和電視臺(tái)等單位舉辦的各種智力競(jìng)賽, 搶答器是必要設(shè)備。在我校舉行的各種競(jìng)賽中我們經(jīng)常看到有搶答的環(huán)節(jié)，舉辦方多數(shù)采用讓選手通過舉答題板的方法判斷選手的答題權(quán)，這在某種程度上會(huì)因?yàn)橹鞒秩说闹饔^誤斷造成比賽的不公平性。為解決這個(gè)問題，我們小組準(zhǔn)備就本次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)制作一個(gè)成本低但又能滿足學(xué)校需要的八路數(shù)顯搶答器。<

14、;/p><p>　　設(shè)計(jì)背景：定時(shí)搶答器是我們生活中經(jīng)常用到的簡易工具。在平常的數(shù)模電學(xué)習(xí)過程中對(duì)其有了一定認(rèn)識(shí)和了解，其設(shè)計(jì)要求主要是對(duì)一些常用的集成器件的應(yīng)用，為了檢驗(yàn)我們的知識(shí)掌握程度和鍛煉我們的動(dòng)手實(shí)踐能力，提出了八路定時(shí)搶答器的設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　設(shè)計(jì)目的：1） 主體電路搶答器具有鎖存與顯示功能，能完成八路搶答；2） 擴(kuò)展電路定時(shí)器能完成搶答題目的倒計(jì)時(shí)；3） 報(bào)警電路能

15、完成違規(guī)競(jìng)賽時(shí)的發(fā)聲報(bào)警；</p><p>　　實(shí)施計(jì)劃：1) 先在草稿紙上畫出主體及擴(kuò)展電路的大體框圖；2) 選擇相關(guān)電子元件并查閱其參數(shù)；3) 用Tina軟件做出電路圖；</p><p>　　必備條件：計(jì)算機(jī)、Tina8.0軟件</p><p><b>　　總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　通過查閱大量相關(guān)技

16、術(shù)資料，并結(jié)合自己的實(shí)際知識(shí)，我主要提出了兩種技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)要求的功能，下面我將首先對(duì)這兩種方案的組成框圖和實(shí)現(xiàn)原理分別進(jìn)行說明，并分析比較它們的特點(diǎn)，然后闡述最終選擇方案的原因。如下：</p><p><b>　　方案比較</b></p><p>　　通過對(duì)三種方案的比較，我發(fā)現(xiàn)主要是在主體電路中鎖存器與優(yōu)先編碼器的應(yīng)用先后問題，從理論上看，似乎兩種方法的效果

17、都一樣，即當(dāng)選手按下?lián)尨鹌骱笫窍葘?duì)其相應(yīng)的編號(hào)編碼后鎖存還是先把選手號(hào)鎖存再編碼的問題。</p><p><b>　　方案一</b></p><p>　　方案一原理框圖如圖2-1所示。 </p><p>　　圖2-1 方案一的原理框圖</p><p>　　如圖2-1所示為總體方框圖。其工作原理

18、為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清零"狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)；主持人將開關(guān)置”開始"狀態(tài)，宣布"開始"搶答器工作，選手在搶答。搶答器完成：鎖存、編碼、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示，當(dāng)一輪搶答之后，如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態(tài)開關(guān)。</p><p><b>　　方案二</b><

19、/p><p>　　方案二原理框圖如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2 方案二的原理框圖</p><p>　　其工作原理與方案一大致相同，所不一樣的是當(dāng)有選手搶答時(shí)，先通過編碼器編碼，然后由控制電路控制鎖存器對(duì)其對(duì)應(yīng)的編號(hào)進(jìn)行鎖存，最后由譯碼電路譯碼最后顯示出成功搶答的選手的編號(hào)。</p><p><b>　　方案三</b

20、></p><p>　　方案三原理框圖如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 方案三的原理框圖</p><p>　　如圖2-3所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清零"狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置;開始"狀態(tài)，宣布"開始"搶答器

21、工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示，選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示，當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答，如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態(tài)開關(guān)。</p><p><b>　　方案論證</b></p><p>　　通過對(duì)以上三種方案的仔細(xì)分析及驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)方

22、案一和二存在的一些缺點(diǎn)和不足之處，首先是由控制電路控制鎖存器來進(jìn)行對(duì)其他選手的禁止鎖存功能不好實(shí)現(xiàn)；其次是在第一種方案中優(yōu)先編碼器失去了實(shí)際工作意義，而其鎖存器對(duì)選手進(jìn)行鎖存時(shí)存在競(jìng)爭冒險(xiǎn)，可能導(dǎo)致?lián)尨鹌鞑荒苷９ぷ?。方案三增加了定時(shí)的功能，并是先編碼后鎖存。相較而言，方案三更優(yōu)。</p><p><b>　　方案選擇</b></p><p>　　基于以上原因故選擇了

23、方案三</p><p><b>　　單元模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本節(jié)主要介紹系統(tǒng)各單元模塊的具體功能、電路結(jié)構(gòu)、工作原理、以及各個(gè)單元模塊之間的聯(lián)接關(guān)系；同時(shí)本節(jié)也會(huì)對(duì)相關(guān)電路中的參數(shù)計(jì)算、元器件選擇、以及核心器件進(jìn)行必要說明。</p><p>　　各單元模塊功能介紹及電路設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)主

24、要分為三個(gè)單元模塊，它們分別是：搶答器電路模塊、可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)模塊、和報(bào)警電路模塊。各單元模塊功能及相關(guān)電路的具體說明如下。</p><p><b>　　搶答器模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　從以下幾方面進(jìn)行說明：</p><p>　　1、此模塊的功能有兩個(gè)，一是能分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使

25、其他選手的按鍵無效。</p><p>　　2、此模塊的組成由搶答按鈕、優(yōu)先編碼器、鎖存器、譯碼電路和顯示電路組成；工作原理是：開關(guān)S置于"清除"端時(shí)，RS觸發(fā)器的 R、S端均為0，4個(gè)觸發(fā)器輸出置0，使74LS148的優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝0，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S置于"開始"時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將搶答按鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148的輸出經(jīng)RS鎖

26、存后，CTR=1,RBO =1,七段顯示電路74LS48處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101,經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，CTR＝１，使74LS148 優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時(shí)，74LS148的 此時(shí)由于仍為CTR＝１，使優(yōu)先編碼工作標(biāo)志端＝１，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將S開關(guān)重新置“清除”然后再進(jìn)行下一輪

27、搶答。</p><p><b>　　3、模塊的結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p><b>　　4、模塊的具體電路</b></p><p>　　圖3-1搶答器基本結(jié)構(gòu)電路圖</p><p>　　可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　從以下幾方面進(jìn)行說明：</p&

28、gt;<p>　　1、此模塊的功能有兩個(gè)，一是完成對(duì)每個(gè)題目的倒計(jì)時(shí)；二是有提示時(shí)間信號(hào)燈。 </p><p>　　2、此模塊的組成由控制開關(guān)、十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼電路、顯示電路和555定時(shí)器組成；工作原理是由555定時(shí)器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)接入計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖輸入端，讓其能按秒表一樣進(jìn)行十進(jìn)制的加減計(jì)數(shù)，再由譯碼器譯碼最后由數(shù)顯電路顯示出時(shí)間。</p><p>&l

29、t;b>　　3、模塊的結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p><b>　　4、模塊的具體電路</b></p><p>　　圖3-2 可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路圖</p><p><b>　　報(bào)警電路模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　從以下幾方面進(jìn)行說明：</p><p&

30、gt;　　1、此模塊的功能有三個(gè)，一是主持人將控制開關(guān)撥到“開始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常工作狀態(tài)；二是當(dāng)參賽選手手動(dòng)按搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，欠發(fā)達(dá)電路和定時(shí)電路停止工作；三是當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。</p><p>　　2、此模塊的組成由555定時(shí)器、驅(qū)動(dòng)三極管和揚(yáng)聲器等器件組成；工作原理是其中NE555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率 ＝1.

31、43／［（RI＋2R2）C］，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為時(shí)序控制電路輸出的控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。</p><p><b>　　3、模塊的具體電路</b></p><p>　　圖3-3 報(bào)警電路圖</p><p><b>　　時(shí)序控制電路</b></p><

32、p><b>　　時(shí)序控制電路功能：</b></p><p>　　主持人將控制開關(guān)撥到“開始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。</p><p>　　當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無人搶答，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答器和定時(shí)電路停止工作。<

33、/p><p>　　圖3-4 時(shí)序控制電路圖</p><p>　　電路參數(shù)的計(jì)算及元器件的選擇</p><p>　　下面就相關(guān)電路中的參數(shù)計(jì)算以及元器件的選擇進(jìn)行說明。</p><p><b>　　搶答電路</b></p><p>　　此部分電路用的器件主要包括譯碼電路74LS48、集成鎖存器74LS2

34、97、優(yōu)先編碼器74LS148和數(shù)顯七段顯示器。因?yàn)檫@些數(shù)字集成器件我們?cè)谄綍r(shí)的學(xué)習(xí)中經(jīng)常接觸到，對(duì)其邏輯功能和一般的應(yīng)用都較熟悉，故選擇這些元器件。</p><p><b>　　定時(shí)電路</b></p><p>　　此部分電路應(yīng)用到的器件主要包括兩片譯碼器74LS48、兩片集成計(jì)數(shù)器74LS192、555定時(shí)器所組成的多諧振蕩器和七段顯示器。</p>

35、<p><b>　　報(bào)警電路</b></p><p>　　此部分電路主要用到的器件除基本的電阻電容、三極管和揚(yáng)聲器外，也是555定時(shí)器的應(yīng)用。</p><p><b>　　時(shí)序控制電路</b></p><p>　　此部分電路主要用到的器件單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121。</p><p><

36、;b>　　特殊器件的介紹</b></p><p>　　本系統(tǒng)中主要使用了如下一些功能器件：74LS148、74LS48、74LS192和555定時(shí)器。下面就這些器件的功能特點(diǎn)、主要參數(shù)和使用方法作相應(yīng)說明。</p><p>　　優(yōu)先編碼器74LS148器件介紹</p><p>　　優(yōu)先編碼器在同一時(shí)間內(nèi)，當(dāng)有多個(gè)輸入信號(hào)請(qǐng)求編碼時(shí)，只對(duì)優(yōu)先級(jí)別高的

37、信號(hào)進(jìn)行編碼的邏輯電路，稱為優(yōu)先編碼器。優(yōu)先編碼器74LS148是一種8線－3線優(yōu)先編碼，下面以74LS148為例，介紹它的邏輯功能。表3-1是其真值表，圖3-5（a）—（b）是其功能簡圖和管腳引線圖。</p><p>　　表3-1 74LS148的功能真值表</p><p>　　(a)功能簡圖 （b）管腳圖</p><

38、p>　　圖3-5 功能簡圖和管腳引線</p><p>　　74LS148的輸入端和輸出端低電平有效。圖3-5（a）是其功能簡圖，圖中電源和地未畫，~是輸入信號(hào)，~為三位二進(jìn)制編碼輸出信號(hào)，＝1時(shí)，編碼器禁止編碼，當(dāng)＝0時(shí)，允許編碼。是技能輸出端，只有在＝0，而~均無編碼輸入信號(hào)時(shí)為0。為優(yōu)先編碼輸出端，在＝0而~的其中之一有信號(hào)時(shí)，＝0。~各輸入端的優(yōu)先順序?yàn)椋杭?jí)別最高，級(jí)別最低。如果＝0（有信號(hào)），則其它

39、輸入端即使有輸入信號(hào)，均不起作用，此時(shí)輸出只按編碼，＝000。</p><p>　　當(dāng)有多個(gè)外設(shè)申請(qǐng)中斷時(shí)，優(yōu)先編碼器總是給優(yōu)先級(jí)別高的設(shè)備先編碼。</p><p>　　譯碼器74LS48器件介紹</p><p>　　設(shè)計(jì)中選用的譯碼器型號(hào)是74LS48（共陰），其引腳排列如圖所示，其中、、、— BCD碼輸入端，、、、、、、— 譯碼輸出端，輸出“1”有效，用來驅(qū)

40、動(dòng)共陰極LED數(shù)碼管。</p><p>　　— 測(cè)燈輸入端，＝“0”時(shí)，譯碼輸出全為“1”，數(shù)碼管七段同時(shí)電亮，以檢查數(shù)碼管各段能否正常發(fā)光?！?滅燈輸入端，＝“0”時(shí)，譯碼輸出全為“0”。 作為輸出端使用時(shí)，稱滅“0”輸出端，在A=B=C=D=0時(shí)，而且 =0時(shí)，才會(huì)輸出低電平，表示譯碼器把不希望顯示的零熄滅了。—熄零輸入端。用來熄滅不希望顯示的零。</p><p>　　圖3-6

41、74LS48管腳圖 </p><p>　　計(jì)數(shù)器74LS192器件介紹</p><p>　　74LS192是十進(jìn)制可編程同步加鎖計(jì)數(shù)器，它采用8421碼二-十進(jìn)制編碼，并具有直接清零、置數(shù)、加鎖計(jì)數(shù)功能。它的邏輯功能真值表如表3-2所示，外引腳和工作波形如圖3-7所示。</p><p>　　表3-2 74LS192功能真值表</p><p>

42、;　　圖3-7 74LS192引腳及工作波形圖</p><p>　　從表3-2可見： </p><p>　　是異步清零端，且高電平有效；</p><p>　　是并行置數(shù)端，低電平有效，且在有效，是進(jìn)位端，是借位端；</p><p>　　和是兩個(gè)時(shí)鐘脈沖。當(dāng)，時(shí)鐘脈沖由端接入，并且時(shí)，74L

43、S192處于加法計(jì)數(shù)狀態(tài)；當(dāng)脈沖從端輸入，且時(shí)，74LS192處于減法計(jì)數(shù)狀態(tài)；時(shí)，計(jì)數(shù)器處于保持狀態(tài)。</p><p><b>　　從圖3-7可見：</b></p><p>　　74LS192具有下述功能： </p><p>　　①異步清零：CR=1，Q3Q2Q1Q0=0000 </p><p>　　②異步置數(shù)：CR=

44、0，LD=0，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0</p><p>　?、郾３郑?CR=0，LD=1，CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原態(tài) </p><p>　?、芗佑?jì)數(shù)：CR=0, LD=1，CPU=CP，CPD=1，Q3Q2Q1Q0按加法規(guī)律計(jì)數(shù) </p><p>　?、轀p計(jì)數(shù)：CR=0, LD=1，CPU=1，CPD= CP，Q3Q2Q1Q0按減法規(guī)律

45、計(jì)數(shù)</p><p>　　74LS192是雙時(shí)鐘方式的十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。 </p><p>　　CPU為加計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端，CPD為減計(jì)數(shù)時(shí)鐘輸入端。</p><p>　　LD為預(yù)置輸入控制端，異步預(yù)置。 </p><p>　　CR為復(fù)位輸入端，高電平有效，異步清除。 </p><p>　　CO為進(jìn)位輸出：1001狀態(tài)后

46、負(fù)脈沖輸出.。</p><p>　　BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負(fù)脈沖輸出。</p><p><b>　　555定時(shí)器件介紹</b></p><p>　　555定時(shí)器（又稱時(shí)基電路）是一個(gè)模擬與數(shù)字混合型的集成電路，它主要由兩個(gè)高精度電壓比較器A1、A2，一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電三極管和三個(gè)5KΩ電阻的分壓器而構(gòu)成。其內(nèi)部組成框圖如圖3-3所

47、示，功能表如表3-3所示。</p><p>　　圖3-8 555定時(shí)器組成框圖</p><p>　　表3-3 555定時(shí)器的功能表</p><p>　　它的各個(gè)引腳功能如下：</p><p>　　1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。</p><p>　　8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍

48、是4.5 ～ 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 ～ 18V。一般用5V。</p><p><b>　　3腳：輸出端Vo</b></p><p><b>　　2腳：低觸發(fā)端</b></p><p><b>　　6腳：TH高觸發(fā)端</b></p><p>　　4腳：是直接

49、清零端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、</p><p>　　TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。</p><p>　　5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。</p><p>　　7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電

50、容的放電。</p><p>　　觸發(fā)器74LS279器件介紹</p><p>　　原理：在74ls279中，由于4回路中2回路置位端子為兩個(gè)，所以使用其一時(shí)，整理兩個(gè)置位輸入作為1個(gè)使用，或?qū)⒘硪粋€(gè)輸入固定為“H”使用。另外，作為稍微變化74LS279 的使用方法，也可將3組作為RS鎖存器使用，剩余的RS鎖存器作為2輸入NAND門電路使用，復(fù)位輸入例如①管腳固定為”L”時(shí)其輸入為”H”，所

51、以可構(gòu)成將②和③作為輸入，輸出為④的2輸入NAND，如圖3-9所示。 </p><p>　　圖3-9 74LS279管腳引線圖</p><p>　　單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS121</p><p>　　TTL集成器件74121是一種不可重復(fù)觸發(fā)集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 </p><p>　　關(guān)于定時(shí)：單穩(wěn)態(tài)電路的定時(shí)取決于定時(shí)電阻和定時(shí)電容的數(shù)值。74

52、121的定時(shí)電容連接在芯片的10、11引腳之間。若輸出脈寬較寬，而采用電解電容時(shí)，電容C 的正極連</p><p>　　接在Cext輸出端（10腳）。對(duì)于定時(shí)電阻，使用者可以有兩種選擇： </p><p>　　·采用內(nèi)部定時(shí)電阻（2 kΩ），此時(shí)將9號(hào)引腳（Rint）接至電源VCC（14腳）。</p><p>　　·采用外接定時(shí)電阻（阻值在1.4

53、～40kΩ之間），此時(shí)9腳應(yīng)懸空，電阻接在11、14腳之間。74121的輸出脈沖寬度tw≈0.7RC。 通常R的數(shù)值取在2～30kΩ之間，C 的數(shù)值取在10pF～10μF之間，得到的的取值范圍可達(dá)到20ns～200ms。 </p><p>　　該式中的R可以是外接電阻Rext，也可以是芯片內(nèi)部電阻Rint(約2kΩ)，如希望得到較寬的輸出脈沖，一般使用外接電阻。</p><p>　　圖3-

54、10 74LS121管腳引線圖</p><p>　　表3-4 74LS121功能表</p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　調(diào)試環(huán)境</b></p><p>　　本文主要進(jìn)行的仿真模塊是搶答器電路模塊和可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)模塊。所用的軟件平臺(tái)是Tina ，它是一個(gè)為

55、設(shè)計(jì)﹑模擬和分析模擬﹑數(shù)字以及混合型電子電路用的強(qiáng)大的而又價(jià)格適中的軟件包，分析的結(jié)果可展現(xiàn)在完善的圖表中或顯示在一系列虛擬設(shè)備里。TINA方便使用的電路圖編輯器可迅速地建立任何電路。</p><p><b>　　硬件調(diào)試</b></p><p>　　搶答器電路模塊，調(diào)試結(jié)果如下：</p><p>　　可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)模塊，調(diào)試結(jié)果如下： &l

56、t;/p><p>　　調(diào)試方法是在軟件見面上把仿真按鈕的模式設(shè)成transient,然后按下仿真按鈕即可完成仿真。如果在次過程中沒達(dá)到預(yù)期的效果，就可用探針檢查各處電位及連線的接觸問題，然后再修正再調(diào)試反復(fù)進(jìn)行直到達(dá)到預(yù)期的效果。</p><p><b>　　系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)</b></p><p><b>　　系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能<

57、/b></p><p>　　本設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)的功能主要包括兩個(gè)即基本功能和擴(kuò)展功能。如下：</p><p><b>　　基本功能</b></p><p>　?。?）設(shè)計(jì)一個(gè)智力競(jìng)賽搶答器，可同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)參加比賽，有自己編號(hào)，</p><p>　　其編號(hào)分別是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一個(gè)搶答按鈕

58、，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。</p><p>　?。?）給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。</p><p>　?。?）搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示功能。搶答開始，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。</p>&

59、lt;p><b>　　擴(kuò)展功能</b></p><p>　?。?）搶答器具有定時(shí)搶答，且一次搶答的時(shí)間長度可以由主持人設(shè)定。當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)時(shí)，并用顯示器顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的音響。</p><p>　?。?）參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效；有效搶答結(jié)束定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持

60、人將系統(tǒng)清零為止。</p><p>　?。?）如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒有選手搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示00。</p><p><b>　　系統(tǒng)指標(biāo)參數(shù)測(cè)試 </b></p><p>　　通過對(duì)系統(tǒng)的一些技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試的方法如下： </p><p>

61、　?。?）測(cè)試當(dāng)主持人把開關(guān)撥到清零端時(shí)顯示器是否為零；</p><p>　?。?）測(cè)試當(dāng)主持人把開關(guān)撥到開始時(shí)是否能正常搶答，搶答信號(hào)燈是否亮； </p><p>　?。?）測(cè)試當(dāng)有幾個(gè)人同時(shí)搶答時(shí)，是否鎖存器只鎖存最先搶答的選手，譯碼器是否正常譯碼，顯示出對(duì)應(yīng)的選手編號(hào)；</p><p>　?。?）測(cè)試在數(shù)據(jù)預(yù)置端輸入的二進(jìn)制數(shù)是否正常預(yù)置，在看脈沖信號(hào)燈是否正

62、常閃亮，計(jì)時(shí)器是否正常工作。</p><p>　　得出的測(cè)試數(shù)據(jù)與系統(tǒng)要求基本一致，其測(cè)試參數(shù)記錄表3-5如下：</p><p><b>　　表3-5</b></p><p>　　對(duì)系統(tǒng)的一些技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試</p><p>　　通過與設(shè)計(jì)要求對(duì)比進(jìn)行分析主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）

63、編號(hào)顯示分析：我們?cè)O(shè)計(jì)的編號(hào)對(duì)應(yīng)是正確的，是0-7八路編號(hào)。七段顯示器也能正確的現(xiàn)實(shí)出來與之對(duì)應(yīng)的編號(hào)。但是我們?cè)趽尨鸬膶?shí)際中沒有0號(hào)選手，所以需要進(jìn)的是讓顯示顯示1-8；</p><p>　　2）定時(shí)分許：在主持人設(shè)定時(shí)間后，我們的電路能夠正確的執(zhí)行減數(shù)計(jì)數(shù)，可以在搶答競(jìng)賽過程中實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)。定時(shí)電路需要改進(jìn)的是可以實(shí)現(xiàn)加法計(jì)數(shù)器；</p><p>　　3）報(bào)警分許：此部分實(shí)現(xiàn)的是報(bào)警功能

64、，由于TINA軟件本身具有局限性，我們的報(bào)警電路在設(shè)計(jì)過程中遇到困難，報(bào)警裝置不能正確發(fā)聲，但是邏輯燈測(cè)試正確的。此部分還需要改進(jìn)，運(yùn)用到我們的搶答電路中去；</p><p>　　總之，我們的設(shè)計(jì)可以基本實(shí)現(xiàn)搶答器要求的功能，但是，由于時(shí)間緊迫，軟件的局限性等條件的限制，要設(shè)計(jì)出完美搶答器還需要下來繼續(xù)去改進(jìn)實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析</p><

65、p>　　通過與設(shè)計(jì)要求對(duì)比進(jìn)行分析主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）編號(hào)顯示分析：我們?cè)O(shè)計(jì)的編號(hào)對(duì)應(yīng)是正確的，是0-7八路編號(hào)。七段顯示器也能正確的現(xiàn)實(shí)出來與之對(duì)應(yīng)的編號(hào)。但是我們?cè)趽尨鸬膶?shí)際中沒有0號(hào)選手，所以需要進(jìn)的是讓顯示顯示1-8；</p><p>　　2）定時(shí)分許：在主持人設(shè)定時(shí)間后，我們的電路能夠正確的執(zhí)行減數(shù)計(jì)數(shù)，可以在搶答競(jìng)賽過程中實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)。定時(shí)電路需要改進(jìn)

66、的是可以實(shí)現(xiàn)加法計(jì)數(shù)器；</p><p>　　3）報(bào)警分許：此部分實(shí)現(xiàn)的是報(bào)警功能，由于TINA軟件本身具有局限性，我們的報(bào)警電路在設(shè)計(jì)過程中遇到困難，報(bào)警裝置不能正確發(fā)聲，但是邏輯燈測(cè)試正確的。此部分還需要改進(jìn)，運(yùn)用到我們的搶答電路中去；</p><p>　　總之，我們的設(shè)計(jì)可以基本實(shí)現(xiàn)搶答器要求的功能，但是，由于時(shí)間緊迫，軟件的局限性等條件的限制，要設(shè)計(jì)出完美搶答器還需要下來繼續(xù)去改進(jìn)

67、實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　通過對(duì)這次設(shè)計(jì)的認(rèn)真完成，我覺得我們的設(shè)計(jì)能完成系統(tǒng)要求的功能，其最后仿真效果也比較理想。讓我們真正地學(xué)到不少東西，收益不少。但還不是很完美，雖然其主體電路效果較好，但在擴(kuò)展電路方面，還存在一些問題和缺點(diǎn)，可能在一些特殊的場(chǎng)合不能很好的完成一些功能，比如要求能計(jì)分的系統(tǒng)。由于軟件的局限，不能仿真

68、報(bào)警功能，因而沒仿真報(bào)警部分。故還需要進(jìn)一步改進(jìn)。</p><p>　　通過對(duì)這次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)和完成，我學(xué)到了很多東西，也體驗(yàn)到了許多以前未體會(huì)過的辛苦?？偟膩碚f，受益良多！只要敢于嘗試，就會(huì)有收獲，讓我深刻地認(rèn)識(shí)到實(shí)踐與理論相結(jié)合是培養(yǎng)學(xué)生基本知識(shí)和操作技能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而基本知識(shí)和技能的形成則是學(xué)生通過觀察、模仿、寫論文來重復(fù)教師在課堂上所講的知識(shí)來實(shí)現(xiàn)的。</p><p><

69、;b>　　謝辭（致謝）</b></p><p>　　在老師的指導(dǎo)下，讓我圓滿地完成此次課程設(shè)計(jì)。在此非常感謝xx老師對(duì)我們的嚴(yán)格要求，使我們學(xué)到了很多實(shí)用的知識(shí)，增強(qiáng)我們的自信心，同時(shí)也使自己明白自己存在著很多不足之處，認(rèn)識(shí)到了自己的缺點(diǎn)。在以后的學(xué)習(xí)中，我會(huì)加強(qiáng)理論和實(shí)踐的結(jié)合，不斷完善自己，成為一個(gè)真正具有綜合能力的人才。</p><p>　　再次向張健老師和在這次設(shè)

70、計(jì)中幫助我們的同學(xué)表示衷心的感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 姜立華等．常用電工電子線路．中國電力出版社，2008.2</p><p>　　[2] 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ).數(shù)字部分（第五版）．北京：高等教育出版社，2006．</p><p>　　[3] 曹漢房．脈沖與數(shù)字電路

71、．武漢：華中理工大學(xué)出版社，1999</p><p>　　[4] 張惠敏．?dāng)?shù)字電子技術(shù)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[5] 劉守義、鐘蘇數(shù)字電子技術(shù)．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001 </p><p>　　[6] 李海． 74系列芯片手冊(cè)．重慶：重慶大學(xué)出版社，1999.9.</p><p><b>