电子系统综合设计

二 0 一五~二 0 一六学年第二学期 电子信息工程系 电子产品安装与调试实践 报告书 课程设计报告 班级班级电子信息工程（产业）电子信息工程（产业）14011401 课程名称课程名称 学生姓名学生姓名: : 电子产品安装与调试实践电子产品安装与调试实践 赵允赵允 王超王超 学学号号: :201404135098 201404135097201404135098 201404135097 指导老师指导老师: :杨贤昭杨贤昭 简易八路抢答器简易八路抢答器 一·设计要求一·设计要求 先设计一个电源，要求能够提供稳定的至少5V 电压，再设计一个 八路抢答器，用自己设计的电源为八路抢答器供电。 要求八路抢答器 能够正常工作，能进行抢答功能。 二．电路设计及原理分析 1. 1.八路抢答器八路抢答器 目录 1.八路抢答器的任务和目的 2.八路抢答器的设计原理 3.八路抢答器的仿真实现 4.元器件清单 5.八路抢答器的焊接实现 6.分析，检验，调试八路抢答器的实物 摘要摘要：分两部分完成，第一部分做一个电源，实现对八路抢答器供电，做一个八 路抢答器，实现八人抢答，运用学过的数电知识，进行动手实践，主要使用 74 系列的芯片，完成抢答，锁存，解锁，4511 驱动数码管显示，在短时间内学会 使用 Multisim12.0 软件设计仿真电路，查找 DATASHEET达到正确处理数据， 分析能力，八路抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路，锁存器，译 码电路将输入信号在显示器上输出。 关键词关键词：LM317,KA337，74 系列，抢答器，数码管。 1. 1.设计任务：设计任务： 设计、制作能够实现一下功能的八路抢答器：设计、制作能够实现一下功能的八路抢答器： 1.输入为八个抢答开关、一个复位开关，抢答结果由 LED 数码显示。 2．当无人抢答时，LED 数码管应显示为 0。 3．当某人抢答按下某个开关时，其输出应显示相应的抢答者的位置编号并保持 锁存，且对于后续抢答者的抢答请求不予反应。 4．下一轮抢答开始时，能够通过按键实现解锁，解锁后电路恢复允许抢答状态， 进行下一轮抢答。 5．系统在解锁后进行 30 秒倒计时，倒计时完毕不能再抢答。 设计任务分析：设计任务分析： 1、所设计的电路必须存在抢答开关阵列才能实现抢答功能； 2、电路中必须存在能够显示抢答结果的 LED 数码管，该数码管在抢 答结束后， 应当立即显示对应的抢答结果。 抢答器复位后， 该数码管显示为 “0” ， 以表明当前状态为待抢答状态； 3、电路中必须存在锁存电路，以使抢答器在响应某个抢答请求后，对后续抢答 者的抢答请求不予反应； 4、电路中必须存在编码电路，以便将抢答者的抢答信息进行编码，并供显示电 路进行显示。 5、电路中必须设置一个复位按键，使抢答器复位，以便在本轮抢答结束后，能 够可靠地进入下一轮抢答。 6、倒计时功能，抢答开始后开始计时，30 秒到停止抢答。 2. 2.电路原理：电路原理： 抢答者序号显示电路：抢答者序号显示电路： 1.电路作用 抢答者序号显示电路主要用于显示抢答者的序号， 以便主持人能够及时了解抢答 的情况。 2.电路组成 抢答者序号显示电路主要由译码驱动电路及数码显示电路组成。 在实际电路设计过程中，译码驱动电路一般可以直接使用专用数字集成电路，而 数码显示电路一般使用七段 LED 数码管。 LEDLED 数码显示：数码显示： 七段数码显示器就是将七个发光二极管（加小数点为八个）按一定的方式排列起 来，七段 a、b、c、d、e、f、g（小数点 DP）各对应一个发光二极管，利用不同 发光段的组合，显示不同的阿拉伯数字。 CD4511CD4511: VcVc f f g g a ab bc cd de e CDCD45114511 B BC CL LB BL L D D A A GN GN D D l 编码电路：编码电路： 编码电路主要用于依据抢答者的抢答情况， 对其进行编码， 以产生满足显示电路所需要的对 应于抢答者序号的十进制编码。 组成：组成：在实际电路设计过程中， 编码电路一般可以直接使用专用数字集成电路， 在本设计中 主要采用 74LS147 作为编码电路。74LS147 是 DIP16 封装，为 10 线-4 线优先编码器，具备 9 路输入，输出为4 位十进制编码。在本设计中，只需要使用8 路，因此对多余的一个引脚 必须进行处理，结合该芯片的真值表，对多余的引脚（10 脚）进行处理 。对它接电源。 74LS04 是 DIP14 封装，为 6 非门电路，可以实现对6 路信号取反 锁存及解锁电路：锁存及解锁电路： 电路作用电路作用 锁存电路主要用于对抢答者的抢答信息进行锁存，以确保电路只响应一位抢答者的抢答请 求。 解锁电路主要用于在本轮抢答后， 主持人解除本轮抢答信息， 以便能够进入下一轮抢答。 组成：组成： 在本设计中采用 74LS373 作为锁存电路。 解锁电路主要对锁存器的控制端进行控制， 为不影响锁存器的正常工作， 需要和锁存电路共同控制锁存器的控制端 （借助于或门电路实 现 74LS373 是 DIP20 封装，8 路锁存器，三态输出（0，1，高阻） 。 74LS30 是 DIP14 封装，8 输入与非门 74LS32 是 DIP14 封装，4-2 输入或门集成电路 开关阵列电路：开关阵列电路： 电路作用电路作用 开关阵列电路主要用于对提供抢答者抢答手段， 该电路产生抢答开关信号， 为锁存电路提供 抢答开关信号。电路主要由开关及上拉电阻构成。电路主要由开关及上拉电阻构成。 整体电路仿真及调制结果整体电路仿真及调制结果 按下按下 s9s9 后再按下后再按下 s6s6 VCCVCC S9S9 R9R9 500Ω500Ω U7AU7A 74LS32D74LS32D U3AU3A 74LS04D74LS04D Key = SpaceKey = Space 5V5V R1R1 R7R7 R3R3 R2R2 R8R8 R4R4 R5R5R6R6 10kΩ10kΩ10kΩ10kΩ 10kΩ10kΩ 10kΩ10kΩ 10kΩ10kΩ10kΩ10kΩ 10kΩ10kΩ10kΩ10kΩ S1S1 S2S2 Key = SpaceKey = Space S3S3 Key = SpaceKey = Space S4S4 Key = SpaceKey = Space S5S5 Key = SpaceKey = Space S6S6 Key = SpaceKey = Space S7S7 Key = SpaceKey = Space Key = SpaceKey = Space S8S8A B C D E F G 11 1 18 17 14 13 8 7 4 3 ENG ~OC 8D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 8Q 7Q 6Q 5Q 4Q 3Q 2Q 1Q 19 16 15 12 9 6 5 2 U4U4 74LS30D74LS30D U1U1VCCVCC 5V5V U2U2 10 5 4 3 2 1 13 12 11 9 8 7 6 5 4 3 2 1 U8BU8B U9CU9C U11DU11