四人抢答器电路设计报告数电课程设计

1、电子技术课程设计报告学 院：电气与电子工程学院专业班级：电气工程及其自动化学生姓名：指导教师：完成时间：2013年12月19日成 绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 目录 四人抢答器电路设计报告 一. 设计要求.1 二设计的作用 目的1 三. 设计的具体实现1 1.系统概述1 2.单元电路设计与分析2 3.电路的安装与调试6 节日彩灯控制电路设计报告 一. 设计要求.7 二设计的作用 目的7 三. 设计的具体实现7 1.系统概述7 2.单元电路设计与分析8 3.电路的安装与调试10 温度控制电路设计报告 一. 设计要求.10 二设计的作用 目的10 三. 设计的具体实现10 1.系统概述10 2

2、.单元电路设计与分析11 四心得体会、存在问题和进一步的改进意见等12五. 附录13六. 参考文献14 14 / 17文档可自由编辑打印 四人抢答器电路的设计报告一. 设计要求1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1-4号，各队对应用一个按钮S1-S4中一个控制，并设置一个清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。2）抢答器具有锁存功能，直到主持人，清零。3）开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，当开关S松开后这允许抢答，输入抢答信号由抢答按钮开关S1-S4实现。 4）有抢答信号输入，即开关S1-S4中的任意一个开关被按下时，对应的数码显示管就显示几号，此

3、时再按其它任何一个开关被按下均无效，指示灯依旧“保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。二. 设计的作用、目的（1）掌握并应用数字电路课程所学的理论知识。（2）了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。（3）熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。三. 设计的具体实现1 系统概述当主持人按下抢答控制按钮后，四位选手抢答按动按钮，当某一选手首先按抢答按钮时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，在输出端产生相应的电平信息，同时为防止其他开关随后出发而产生紊乱，最先产生的输出电平又反过来将触发电路锁定，然后在译码器中译码，将触发器输出的数据转换为数码管需

4、要的逻辑状态，最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。若有多个开关同时按，他们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是他们中的任意一个产生有效输出。2.单元电路设计(或仿真)与分析（1）.74LS00 74LS00是两输入四与非门集成电路。当输入端中有一个或一个以上输入低电平时，输出端为高电平；当输入全部为高电平时，输入为低电平。显然、与非门是“与”逻辑的非运算，即“有0出1，全1出0”74LS00在本设计中充分发挥与非门的作用，将上一级的输入信号传入到一级，真正运用与非门“有0出1，全1出0”，为本设计提供方便。 74LS00（2）. 74LS20是一个双4输人与非门，即在一个集成块内含有两个互

5、相独立的与非门,每个与非门有4个输入端。74LS20在本电路中只运用了一个输出和四输入，其它端子未能全总使用，根据闲置输入端的要求连接，以不改变电路逻辑状态及工作稳定的原则，若输入端口为“与”逻辑关系时，多余的输入端可以悬空（但不能带开路长线）通过个110K的电阻接电源正极，在前级驱动能力允许时，也可以并接到一个已被使用的高输入端上。对于与非闹中不能使用的与门，该与门至少一有一个输入端接地。输出端不允许直接电源或直接接地，否则可能使输出级的管子因电流过大而损坏，输出端可通过上拉电阻与电源正极相连，使输出高电平提升。 74LS20 （3） 非门芯片74LS14 是一个6反向器， 引脚定义如下图：

6、 74LS14 A端为输入端，Y端为输出端，一片芯片一共6路，即 1，3，5，9，11，13 为输入端， 2，4，6，8，10，12 为输出端，输出结果与输入结果反向。即如果输入端为高电平， 那么输出为低电平。 如果输入低电平，输出为高电平。（4） 74LS175的 逻辑引脚图与功能表如下：图1-6 74LS175的逻辑引脚图74LS175是一个单向正沿触发的四D 触发器、互补输出，有公用的时钟和公用的清零。时钟的触发产生于特定的电压电平上，同脉冲的正跃变时间无直接关系。当CP引脚输入上升沿时，1D-4D被锁存到输出端（1Q-4Q）。不管时钟输入的电平是高或是低，D 输入信号不影响输出。电路通

7、电后，按下复位按键S，1Q、Q2、Q3、Q4输出高电平，电路进入准备状态。这时，假设有按键A被按下，4D的输出将由低变成高电平，使4Q输出为高电平经过或门U3A驱动数码管使数码管显示1（选手A的编号），同时使4Q(4Q非)输出为低电平经过与门U4A输出低电平，此低电平与时钟脉冲经过与非门U2A形成一个上升沿作为74LS175 CLK的输入。因为74LS175是下降沿触发的，故按下除复位之外的任何的按键都将不会发生电路状态的变化，即输入被锁定。达到了既定的功能目标。表4 74LS175功能表（5） 74LS48七段显示译码器74LS48芯片是一个十进制（BCD）译码器，可用来驱动共阴极的发光二极

8、管显示器。74LS48的内部有升压电阻，因此无需外接电阻（可直接与显示器相连接）。74LS48其引脚图如下图，其功能表如下表 910111213141516 74LS48 4-7译码器/驱动器 GND87654321 图2.4 74LS48引脚图74LS48的功能表如下表所示。其中，A3A2A1A0为8421BCD码输入端，ag为7段译码输出端。功能或数字输 入输 出显示字型 a b c d e f g灭 灯试 灯动态灭零× ×0 ×0 0× × × ×× × × ×0 0 0 00（

9、输入）100 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0灭灯8灭灯01234567891 11 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×1 ×0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 111111111111 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 10 0 1 1

10、1 1 11 1 1 0 0 0 01 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 10123456789 表2.3 74LS48的功能表常用的七段显示器件：半导体数码管将十进制数码分成七个字段，每段为一发光二极管。半导体数码管（或称LED数码管）的基本单元是PN结，目前较多采用磷砷化镓做成的PN结，当外加正向电压时，就能发出清晰的光线。单个PN结可以封装成发光二极管，多个PN结可以按分段式封装成半导体数码管，其管脚排列如下图所示。 3 电路的安装与调试 按电路图连接电路。先在电路板上插好各种器件。在插器件的时候，要注意器件的活口方向，同时要保证各管脚与插座接触良好，管脚不能弯曲或折断。指示

11、灯的正、负极不能接反。在通电以前先用万用表检查各器件的电源接线是否正确。 按照抢答器的功能进行操作，若电路满足要求，说明电路没有故障。若某些功能不能实现，就要设法查找并排出故障，排出故障可按照信息流程的正向（由输入到输出）查找，也可以按信息流程逆向（右输出到输入）查找。在面包板上连接好电路后，进行试验，看看能否出现要求中的结果，第一次试验时我们并没有成功，   节日彩灯控制电路设计报告一.设计要求（1） 控制彩灯依次循环闪烁。（2） 彩灯为16个，可以用发光二极管模拟，二.设计的作用、目的（1）掌握并应用数字电路课程所学的理论知识。（2）了解数字电路设计的基本思想和方法，学

12、会科学分析和解决问题。（3）熟悉几种常用集成数字芯片，并掌握其工作原理，进一步学会使用其进行电路设计。三.设计的具体实现1 系统概述电路组成及工作原理： 此电路由74LS161、74LS14、74LS138组成。当通电后每来一个脉冲，计数器74LS161加1，输出1。则38译码器所接的发光二极管依次发光。彩灯控制电路原理图如下。 总电路图2 单元电路设计与分析(1)16进制计数器74LS161 74LS161管脚图 74LS161功能表 74LS161功能 当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上

13、升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器。(2)74ls138译码器内部电路逻辑图功能表简单应用 74LS138 为3 线8 线译码器：74LS138工作原理如下： 当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G

14、2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。 3线-8线译码器74LS138的功能表(3)74LS14为六反相器3电路的安装与调试 在实际连电路时，会出现接触不好等情况。这时可用万用表测量各个接头的电压来判断是否是接触不好。要注意每个元器件的工作原理和功能，以及逻辑器件的管脚图，以免因此而造成不必要的过失。红绿灯不亮，极有可能正负极接反，调整过来。 搭接工作完成后，做一次系统的检查，如果各部分连线正确，方 可接通电源，进行调试。调试中如果发现实验现象与设计要求不符合，可从简单部分或某一个预知特性的点开始，逐级进行查找，逐步缩小故障可能存

15、在的范围，直到查出故障点并排除，使之达到预定的目的。 温控电路设计报告1 设计要求当温度增加到一定值时，led灯由加热变为保温。2 设计的作用和目的（1）掌握并应用数字电路课程所学的理论知识。（2）了解数字电路设计的基本思想和方法，学会科学分析和解决问题。（3）熟悉使用Multisim 9 软件。3 设计的具体实现1. 系统概述50%R1Key = A 5k¦¸ U2LED_RED_RATEDU1LED_GREEN_RATEDR22k¦¸R32k¦¸R42k¦¸R52k¦¸R62k¦&

16、#184;R72k¦¸R810k¦¸R910k¦¸R1010k¦¸R1110k¦¸R1210k¦¸Q12SC1815U3ALM324D321141U3BLM324D561147U3CLM324D1091148K1EDR201A052437698R151k¦¸ 11VCC5VVCC5V0VCC50%R13Key = C 200 ¦¸ 105R1420 ¦¸ 13VCC1201?2. 单元电路设计(或仿真)与分析打开Mu

17、ltisim 9 软件，在软件中将电路连接好，进行仿真，通过将调节可变电阻来观察led灯的变换，最后找到临界值。3. 电路的安装与调试电路连好后，调节电阻时遇到了麻烦，只能把临界阻值固定在一个很大的范围，不精确，后来根据老师的提示，在发光二极管两端加了电压表来观察，把范围缩小，大概在32%33%的范围内。四心得体会、存在问题和进一步的改进意见等本次课程设计我只用了一个星期的时间就全部做完，效率很高，因为在设计之前根据设计的要求，每个模块都仔细的设计分析了，正是整个过程我都认真的态度和方案选择合适，才有这么高的效率。而且从本次课程设计中收获很多。可以总结为以下的几点：（一）、巩固数电知识这次课程

18、设计主要是运用数字电路逻辑设计的一些相关知识，在整个实习过程中，都离不开对数字电路课程知识的再学习。我在最开始，就先将实习用到的知识通过翻阅数电书回顾了一遍（这也是对这门课的复习，给以后的复习备考减少了很多负担），这样的回顾让我对知识的理解更加透彻，对后来的快速设计起了很好的铺垫作用。而且还参考了数字电路实验指导书， 关于芯片的管脚，里面有清晰的描述。（二）、学会用电路板、芯片、导线等组装各种功能的电路；虽然这不是第一次用电路板，因为之前的课内实验也用过，但当时的运用也只是插些导线和电阻电容之类的，用了电路板的很小部分。这次的实习中应用了整块板子，实习后对电路板的组成完全了解了，并能熟练运用。

19、实习中通过对电路的连接也懂得了如何通过设计的分析对所连电路的整体布局，如何更好的放置芯片在最合适的位置。在导线的连接上，如何选择导线走向是关键，我们应该尽量保证所连电路的简捷，宁短勿长，合理布线。一个完美的作品不仅要能很好的完成要求实现功能，还要在感官上给人美的享受。所以站在美的角度对自己的电路进行改良是很必要的。（三）、理论联系实际据老师介绍，这是大学里唯一一次比较大型的动手实践机会。我当然不会错过。课程设计，通过选择的题目，根据要求，运用所学知识将其付诸实践来完成。这并不是在课堂上的单纯听懂，或者课后看书过程中的深入理解，这需要的是一种理论联系实践的能力。理论知识往往都是在一些理想状态下的

20、假设论，而实际的动手操作则完全不同，需要考虑实际中的很多问题。有些知识在理论上可能完全没错但到了实际中则不然。比如在动笔做题时我们是不用考虑导线、电阻是否连接的牢固合理，但在实际中，导线电阻有时是会带来时延造成花型变化的错乱，所以我们应尽量在连接电路时选择最短路径。平时试验中，我就很认真，所以会比平时不动手的要轻松地多。（四）、和同学共同合作、互相学习、共同进步最初大家没思路的时候，特别的着急，我想出来了，大家问我，我就说了我的思路，我们不是抄袭，只是探讨，们个人都理解了才开始设计，我做的循环两遍，他们的都不是。我们的设计不同，我只是给大家启发了一个思考点。理论上我先设计出来，但在实习中经常会

21、遇到一些自己可能暂时无法想明白的问题，请教同学或老师是很好的做法，节省时间，也会从别人身上学到更多。在设计时和同学相互交流各自的想法也是很重要的，不同的人对问题的看法总有差异，我们可以从交流中获得不同的想法，其他人的设计也可能有比你出色的地方，很好的借鉴，并在大家的商讨中选择最优方案最终一定会得到最好的设计方法。（五）电路组装、调试过程中遇到的问题及解决办法在电路组装过程中，遇到的最大问题是，当时设计时考虑不周全，芯片分布不够合理，出现了许多“特长线”。不但影响布线速度，而且也会给后来的调试带来不必要的麻烦。当时已经布线不少，不可能重新开始，再三权衡，最后只移动了一个芯片，问题就得到了很大改善。其次就是布线，因为要求不准交叉，且横平竖直，所以在保证连通的情况下，在布线上也下了不少工