llz数字电路课程设计.ppt

数字抢答器,主讲：刘林真邮箱：l.lz,目录,一、概述二、设计要求三、设计方案四、电路中各器件的功能五、抢答器主要单元电路设计,一、概述,1、课程设计的基本任务任务:培养学生对数字集成电路应用方面的综合实践技能，掌握综合运用理论知识以解决实际问题的能力。包括：电路设计、安装、调试、整理资料、书写报告、答辩。,2、课程设计的基本要求,1.初步掌握数字逻辑电路分析和设计的基本方法根据任务和指标，确定电路方案选择元件，安装电路，反复试验，改进方案分析结果，写出设计总结报告2.掌握制作电子产品的基本技能安装、布线、调试等基本技能，常用仪器的正确使用。,3、课程设计的步骤和方法,1.方案设计明确待设计系统的总体方案；应通过相关书籍及互联网等充分查阅相关资料。设计并实施各个单元电路。尽可能采用中、大规模集成电路，减少连线，提高可靠性，降成本。组装单元电路成待设计系统。详细考虑各单元之间的连接问题，时序上协调一致的问题，电气特性上的匹配问题，竞争，冒险及电路的自启动问题。,课程设计的步骤和方法,2.方案试验安装：一丝不苟、认真仔细。注意集成块方向，注意连线错、漏接，注意电源和接地线等。调试：第一步：各独立单元电路调试，可人为设定各单元电路的触发和控制信号，以达到项目要求。第二步：将控制电路与系统主电路中各个功能部件联接起来，进行电路统调。,课程设计的步骤和方法,故障排除：理论与实践相结合，以查找故障所在。常见故障有：接触不良、接线错误、器件本身损坏、多余控制输入端未正确处理、设计上有缺陷。寻找故障的常用方法有：观察法、信号注入替代法、信号寻迹法、电路替代法、分段测试法、单步检查法、多步检查法、逻辑分析仪。3.总结鉴定考核是否达到规定指标，同时写出设计总结报告。,1、报告名称2、内容摘要3、设计内容及要求4、方案比较，画出系统框图，确定使用的方案5、单元电路设计、参数计算、器件选择（单元电路工作原理）6、画出完整的电路图7、安装调试内容（具体见指导书）8、总结设计电路的特点和方案优缺点，提出改进意见9、列出所用的元器件10、列出参考文献,课程设计总结报告,二、设计要求,给定的主要器件：74LS148,74LS279,74LS48,74LS192,NE555,74LS00,74LS121,74LS11,共阴显示器基本功能(1)设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参赛，他们的选号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号对应分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7.(2)给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。,（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持主持人将系统清零为止。扩展功能（1）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30秒）。当节目支持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示。,（2）参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。（3）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。,三、设计方案,其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”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；主持人将开关置于“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。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。,四、电路中各器件的功能,1.集成优先编码器74LS148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。,2.四锁存器74LS279对和，的低电平表示和只要有一个为低电平，的高电平表示和均为高电平。,3.七段显示译码驱动器74LS48,七段显示译码器7448是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器。,（a）共阴极连接方式,（b）共阳极连接方式,4.显示器。LED数码管是将电信号转换为光信号的固体显示器件,5.集成计数器74LS192,74LS192是同步可逆计数器，具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能,74LS192逻辑功能表,各引脚功能符号的意义：D0D3：并行数据输入端Q0Q3：数据输出端CU：加法计数脉冲输入端CD：减法计数脉冲输入端CR：异步置0端（高电平有效）：置数控制端（低电平有效）,：加法计数时，进位输出端,1001状态后负脉冲输出，,：减法计数时，借位输出端,0000状态后负脉冲输出,6.74LS00,74LS00与非门是一种能实现“与非”运算的逻辑电路，逻辑函数式表示如：,逻辑符号,引脚图,逻辑功能,7.74LS11,74LS11逻辑函数式表示如：,8.NE555,NE555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲。,555定时器的功能表,1,15K,68K,9.74LS04单输入非门,10.面包板的使用,（1）抢答器电路的设计该部分电路要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。,五、主要单元电路的设计,（2）定时电路的设计由节目主持人根据抢答器的难易程度，设定一次抢答时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计。,（3）、报警电路的设计555构成多谐振荡器，当4引脚为高电平，多谐振荡器工作，当4引脚为低电平时，电路停振。,时序控制电路是抢答器设计的关