数电课程设计——四人抢答器

仅供个人参考课课程程设设计计说说明明书书课程名称：数字电子技术、模拟电子技术设计题目：四人抢答器院系：电子信息与电气工程学院学生姓名：曹光宇学号：0021 专业班级：电子信息工程 2010 级 1 班指导教师：胡万里 2012 年 5 月 25 日不得用于商业用途仅供个人参考课课程程设设计计任任务务书书设计题目学生姓名设计要求：设计要求： 1、设计制作一个可容纳四个组参赛的抢答器，每组一个抢答开关； 2、设置一个抢答开始按键，同时设置抢答定时电路，且计时起点与抢答命令同步，计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来，超时而无人抢答题目作废； 3、系统具有第一抢答信号鉴别和锁存功能，主持人发布抢答命令后，第一抢答者按下抢答键后，电路应记下第一抢答者的组别，并封锁其他各组的抢答信号，即其他任何一组的抢答信号都不会使电路响应； 4、系统采用声光指示第一抢答者：用扬声器提示第一抢答者产生；用发光二极管指指示第一抢答者。学生应完成的工作：学生应完成的工作：设计一个四人抢答器的电路，并利用 Multisim 软件进行电路仿真。利用 DXP 软件绘制电路原理图，并设计制作电路的PCB 板。根据设计原理对电路进行安装、调试，完成课程设计工作，并提交课程设计报告。参考文献阅读：参考文献阅读： [1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2005. [2]臧春华.电子线路设计与应用[M].北京:高等教育出版社，2005. [3]邱关源，罗先觉.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006. [4]阎石.数字电子技术（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2005. [5]张阳天，韩异凡 Protel DXP 电路设计[M].北京：高等教育出版社，2005. 工作计划：工作计划： 5 月 14 号—16 号完成原理图的设计；5 月 17 号—28 号进行 PCB 设计；5 月 21 号—23 号制作 PCB 板；5 月 24 号—25 号电路板安装与调试，提交课程设计报告。任务下达日期： 2012 年 5 月 14 日任务完成日期： 2012 年 5 月 25 日指导教师（签名）：学生（签名）：四人抢答器曹光宇所在院系电子信息与电电子信息工程专业、年级、班气工程学院2010 级 1 班不得用于商业用途仅供个人参考四人抢答器四人抢答器摘摘要：要：设计了一个四人抢答器控制电路，该电路具有计时起点与抢答命令同步，计时终点是第一个抢答者的抢答信号到来，超时而无人抢答题目作废；主持人发布抢答命令后，第一抢答者按下抢答键后，电路应记下第一抢答者的组别，并封锁其他各组的抢答信号；用扬声器提示第一抢答者产生；用发光二极管指指示第一抢答者等特点（功能）。其中，抢答电路用 4D 触发器（74LS175），二输入四与非门74LS00，四输入双与门（74LS21）,555 定时器实现；报警电路用上拉电阻，发光二极管和蜂鸣器组合来实现；显示电路用七段共阳极数码管和译码器（74LS47）来实现；时钟电路用 555 定时器和十进制加减计数器（74LS192）来实现。利用Multisim 10 对设计的电路进行仿真，可以得到设计要求的结果。关键词：关键词：四人抢答器；抢答信号；声光报警；定时电路不得用于商业用途仅供个人参考目目录录 1.设计背景 …………………………………………………………………… 1 1.1学习并进一步了解数字电路 ………………………………………………1 1.2 脉冲发生电路基本构成及作用…………………………………………1 2.设计方案……………………………………………………………………1 2.1 任务分析……………………………………………………………………1 2.2 方案论证……………………………………………………………………1 3.方案实施 …………………………………………………………………2 3.1 原理图设计…………………………………………………………………2 3.2 电路仿真……………………………………………………………………5 3.3 PCB制作 ……………………………………………………………………6 3.4 安装与调试 ……………………………………………………………… 6 4.结果与结论…………………………………………………………………7 5.收获与致谢…………………………………………………………………7 6.参考文献……………………………………………………………………8 7.附件 ………………………………………………………………………… 9 7.1 电路原理图…………………………………………………………………9 7.2 PCB 布线图………………………………………………………………10 7.3 元器件清单……………………………………………………………… 10 不得用于商业用途仅供个人参考 1.1. 设计背景设计背景 1.11.1 学习并进一步了解数字电路学习并进一步了解数字电路学习了数字电子技术基础，了解数字电路中的门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路和脉冲的产生与整形等知识。不仅明白它们功能而且知道它们内部的工作原理，为灵活运用这些器件打下了坚实的基础。也让我们对数字电子技术有了整体的认识，它一般包括输入电路、控制电路、输出电路、时钟电路和电源等。通过数电实验的练习让我们更深入了解各个器件的功能，把课本上的理论知识应用于实践，更加清楚的明白了各个器件的功能和用法（包括接口技术），使我们具备了一定的数字电路设计的能力。也为各种器件的综合运用打下了基础。 1.21.2 脉冲发生电路基本构成及作用脉冲发生电路基本构成及作用 For personal use only in study and research; not for commercial use 脉冲发生电路是数字电路系统中的核心，根据系统的要求首先确定主时钟的频率，通过调节电路中电容电阻值，来调节出我们需要的时钟脉冲。在时钟脉冲及经分频后形成各种时钟脉冲电路的作用下来控制整个系统，是整个系统都在它的控制下按一定的规律工作。本次课程设计中我们采用的是用 555 定时器构成的多谐振荡器提供倒计时脉冲和扫描电路的脉冲。 2. 2. 设计方案设计方案 2.12.1 任务分析任务分析任务是一个四人抢答器：它分为脉冲、报警、抢答、计时、显示等几部分组成。我们小组采用了先局部后整体的模块化设计思想，根据本次课程设计所提供的器件来设计电路。首先我们要分析各个模块要实现它的功能需要哪些器件，然后再思考怎样连接这些器件。最后通过逻辑分析设计如何实现其整体功能。 2.22.2 方案论证方案论证 1、怎样得到所需脉冲？我们采用了用555 定时器构成的多谐振荡器，通过调节与它相连的电容和电阻值来得到我们想要的频率（采用 555 向导做的）2、报警如何实现？由于要求是声光报警，我们采用的是发光二极管和蜂鸣器并联的形式，当有高电平时发