数字电子线路课程设计模板

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1、衡 阳 师 范 学 院物理实验报告册实验课程 数字电子线路课程设计 系 别：物理与电子信息科学系2009 级 电信 1 班姓名 刘群 学号 09120114 2011 年 11 月 19 日1题目：八路数字抢答器作 者: 刘群 指导老师: 李 志 强方案设计（30 分）实验操作(40 分)实验报告（30 分） 总分科学性(10 分)规范性(10 分)创新性(10 分)实验能力(36 分)仪器设备（4 分）实验报告（30 分）注：90 分以上为优， 8089 为良，7079 为中，60-69 为及格，60 分以下为不及格评语:等级:设计要求1、基本部分设计一个智力竞赛抢答器，可同时供 8 名选手

2、或者 8 名代表参加比赛。给主持设置一个开关，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；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到主持人将系统清零为止。2、发挥部分抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以有主持人设定， （如 30S） 。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间 0.5S 左右。参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示的选手

3、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。2一、 方案设计( 一级标题号宋体，加粗 )1.方案一（自找资料方案）( 二级标题四号宋体，加粗 )1.1 总体方案设计(三级标题小四宋体，加粗)方案一总体设计 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX(正文小四宋体 )X X X X X X X X X X XX X X X X X X X X X XY Y Y Y Y Y YZ Z Z Z Z ZW W W W W W W W W W W W图 1 方案一八路抢答器总体框图 (图标小四宋体 )1.2 电路设计1.2.1抢答电路设计方案一抢答电路如图 2 所示，XXXXXXXXXXXXX

4、XXXXXXXX图 2 方案一抢答器电路图抢答电路采用的方案所需要的元件清单如表 1 所示。表 1方案一抢答电路元件清单 (图标小四宋体 )元件名称 型号规格 数量 单位D 型锁存器 74L373 1 片优先编码器 74LS148 1 片显示驱动译码器 74LS247 1 片数码管 7SEGDISP 1 片电阻 51 1 个电阻 5.1 K 9 个电容 10F 1 个按键开关 SW-PB 10 个31.2.2倒计时电路设计方案一倒计时电路如图 3 所示，XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX图 3方案一倒计时电路图倒计时电路采用的方案所需要的元件清单如表 2 所示。表 2方案一倒计时电路元

5、件清单元件名称 型号规格 数量 单位8D 锁存器 NE555 1 片显示驱动译码器 74LS247 1 片译码器 74LS247 1数码管 7SEGDISP 1电阻 51 1电阻 5.1 K 9电容 10F 1开关 SW-PB 101.2.3 主持人控制电路设计方案一主持人控制电路如图 4 所示，XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX图 4方案一主持人控制电路图主持人控制电路采用的方案所需要的元件清单如表 3 所示。表主持人控制电路元件清单元件名称 型号规格 数量 单位8D 锁存器 NE555 1 片显示驱动译码器 74LS247 1 片译码器 74LS247 1数码管 7SEGDISP

6、1电阻 51 14电阻 5.1 K 9电容 10F 1开关 SW-PB 102、方案二（具体实施方案）2.1 总体方案设计方案二总体设计 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX图 5方案二八路抢答器总体框图2.2 电路设计2.2.1抢答电路设计方案二抢答电路如图 6 所示，XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX图 6方案二抢答器电路图抢答电路采用的方案所需要的元件清单如表 4 所示。表 4抢答电路元件清单元件名称 型号规格 数量 单位D 型锁存器 74L373 1 片优先编码器 74LS148 1 片显示驱动译码器 74LS247 1 片数码管 7SEGDISP 1 片电阻 51 1

7、个电容电容 10F 1 个按键开关 SW-PB 10 个2.2.2倒计时电路设计方案二倒计时电路如图 7 所示，XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX5图 7倒计时电路图倒计时电路采用的方案所需要的元件清单如表 5 所示。表 5倒计时电路元件清单元件名称 型号规格 数量 单位8D 锁存器 NE555 1 片显示驱动译码器 74LS247 1 片译码器 74LS247 1数码管 7SEGDISP 1电阻 51 1电容 10F 12.2.3主持人控制电路设计方案二主持人控制电路如图 8 所示，XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX图 8主持人控制电路图主持人控制电路采用的方案所需要的元件清

8、单如表 6 所示。表 6主持人控制电路元件清单元件名称 型号规格 数量 单位8D 锁存器 NE555 1 片显示驱动译码器 74LS247 1 片译码器 74LS247 1开关 SW-PB 102.2.4发声电路设计方案二发声电路如图 9 所示，XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX图 9发声电路图发声电路采用的方案所需要的元件清单如表 7 所示。表 7发声电路元件清单元件名称 型号规格 数量 单位XXXX YYY 1 片6XXXX YYY 1 片译码器 74LS247 1XXXX YYY 1电阻 51 1二、电路结构及工作原理1、抢答电路抢答电路电路图如图 6 所示，其工作原理如下：当主

9、持人接通电源后由于的锁存控制端 G 与 74LS148 的 GS 相连，而且 GS 那段通过了一个非门连到了的显示控制端 BV RBO 相连。没有进进行锁存，74LS247 73 输入而 GS 只要有低电平输入74LS148，它就会变为低电平，G 也变为低锁存了第一位按动抢答按钮的选手，并且其他选手按动时就会无效了，此时 74LS247 的的编号，而完成了第一次抢答，这就保证了抢答者的优先性，以及抢答电路判断的准确性，当优先抢答者回答完问题后，主持人按动复位开关 S，即通过控制以前的状态，以进入下一论的抢答，当选手回答问题的。2、倒计时电路倒计时电路电路图如图 7 所示，其工作原理如下：定时电

10、路的工作原理；555 构成一个多谐震荡器，震荡频率为 f=1.43/(R1+2R2)C 即电阻电容满足一定的参数就可以产生秒脉冲，减数控制端 电平，而 A 块的/BO 通过一个非门连入到抢答部分 74LS148 的 EI 即 EI 为高 N1 变为低，主持人控制电路中74HC74 的 R过一个非门连入的，即 RD 变为低 H1 也变为低，此时两片 74LS247 都处于不工作的状态，到计时完成以后整个系统能自动消隐。3、主持人控制电路主持人控制电路电路图如图 8 所示，其工作原理如下：当选手按部分会的数码管会，如果选手在到计时，主持人按动一下个系统进行复位，而且完成到计时以也能自动复位。进入下

11、轮抢要按动抢答按钮开始抢答。4、发声电路发声电路电路图如图 9 所示，其工作原理如下：当主持人按动抢行政策抢答是时只要选手按动按钮，主持人控制电路中 74HC74 的 2Q 就会变为高电平，而到计时部分的两片74显示控制端常显示并进入到计时显示状态，当 30S 到计时完成以后。7三、系统测试1、测试仪器表 8 测试仪器仪器名称 型号 编号万用表示波器2、测试数据2.1 抢答电路中的 74LS573、74LS148、74LS247 所有引脚在不同状态下的电压数据填入下列表格中，并将表 10 到表 17 与表 9 的数据进行比较，将发生变化的数据加粗。表 9 复位后无显示时各引脚的电压（其中 VC

12、C4.87V，单位：V）引脚型号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1074LS573 0.00 4.76 4.76 4.76 4.77 4.77 4.77 4.77 4.77 0.0074L148 4.85 4.85 4.85 4.86 0.00 4.85 4.85 0.00 4.85 4.8674LS247 4.85 4.86 4.85 0.02 4.85 0.01 4.85 0.00 3.65 3.66引脚型号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2074LS573 0.01 4.79 4.79 4.79 4.79 4.79 4.79 4.79 0.00 4.7974

13、L148 4.86 4.86 4.86 4.85 0.00 4.8574LS247 3.66 3.65 4.09 3.66 3.65 4.85表 10 显示“1”时各引脚的电压（其中 VCC4.64V，单位：V）引脚型号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1074LS573 0.00 4.60 4.60 4.60 4.60 4.60 4.59 4.59 4.60 0.0174L148 4.63 4.63 0.01 4.64 0.01 0.01 0.01 0.00 4.60 4.6374LS247 0.01 0.01 4.61 4.60 4.57 0.01 4.57 0.01 1.41 1.4

14、2引脚型号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 2074LS573 0.01 4.60 0.01 4.62 4.62 4.62 4.62 4.63 4.63 4.6374L148 4.64 4.63 0.00 0.01 0.61 0.6074LS247 0.34 1.72 1.42 1.41 1.43 4.60表 11 显示“2”时各引脚的电压（其中 VCC4.58V，单位：V）引脚型号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1074LS573 0.01 4.60 4.60 4.60 4.60 4.61 4.60 4.59 4.60 0.0174L148 4.63 0.01 4

15、.62 4.63 0.01 0.01 4.60 0.01 0.01 4.6274LS247 4.59 0.01 4.59 4.59 4.59 0.01 0.01 0.26 0.26 0.26引脚型号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20874LS573 0.01 4.62 4.62 0.01 4.63 4.63 4.63 4.63 4.62 4.6374L148 4.62 4.62 4.60 0.01 4.59 4.5974LS247 1.26 0.27 0.27 0.27 1.25 4.59表 12 显示“3”时各引脚的电压（其中 VCC4.57V，单位：V）引脚型号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1074LS573 0.01 4.61 4.61 4.61 4.60 4.61 4.61 4.61 4.63 0.0074L148 0.00 4.63 4.64 4.64 0.01 0.01 4.60 0.01 4.60 4.6474LS247 4.60 0.01 4.60 4.60 4.60 0.01 4.60 0.01 1.28