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1、word 烟 台 南 山 学 院数字电子技术课程设计题目抢答器 姓 名：所在学院： 计算机与电气自动化学院 所学专业： 电气工程与自动化 班 级 学 号 指导教师完成时间：目录1 采用数字电路12、根本原理电路223、电路元件的选择与参数23.1 74LS14823.2 74LS19243.3 74LS4753.4 NE55564、电路设计7774.1.2 定时电路84.1.4 时序控制电路104.2 整体电路10 / 1 采用数字电路选手抢答按键主持人控制秒脉冲产生优先编码时序控制定时电路译码显示锁存功能译码显示报警电路定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两局部组成。主体电
2、路完成根本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。图1所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“去除位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布“抢答开始，同时将控制开关拨到“开始位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进展锁存，然后由译码显
3、示电路显示编号；扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；控制电路要对输入编码电路进展封锁，防止其他选手再次进展抢答；显示输出单片机控制PLC控制控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进展下一轮抢答。抢答按键2、根本原理电路其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到去除状态，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、扬
4、声器提示。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去除和开始状态开关。3、电路元件的选择与参数3.1 74LS1488线-3线优先编码器74LS148图3.1.1 74LS148引脚图输入输出EII0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GSEO1xxxxxxxx11111011111111111100xxxxxxx0000010xxxxxx01001010xxxxx011010010xxxx0111011010xxx01111100010xx011111101010x01111111100100111111111101 图3.1.2 优
5、先编码器74ls148功能表74ls148逻辑表达式使能端OE(芯片是否启用)的逻辑方程： OE =I0I1I2I3I4I567IE 当OE输入IE=1时，禁止编码、输出(反码)： A2,A1,A0为全1。当OE输入IE=0时，允许编码，在I0I7输入中，输入I7优先级最高，其余依次为：I6,I5,I4,I3,I2,I0，I0等级排列。 从以上的的功能表中可以得出，74ls148输入端优先级别的次序依次为I7，I6，I0 。当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时，输出端才输出相应该输入端的代码。例如：I5=0且I6=I7=1(I6、I7优先级别高于I5) 如此此时输
6、出代码010 (为(5)10=(101)2的反码)这就是优先编码器的工作原理。3.2 74LS192十进制可逆计数器74LS192图3.2.1 74LS192引脚图 图3.2.2 74LS192逻辑图 输入 输出1000000dcbadcba011 加计数011 减计数 图3.2.3 74LS192功能真值表 该器件为双时钟工作方式，CP+是加计数时钟输入，CP-是减计数时钟输入，均为上升沿触发，采用8421 BCD码计数。Cr为异步清0端，高电平有效。LD为异步预置控制端，低电平有效，当Cr=0、LD=0时预置输入端D、C、B、A的数据送至输出端，即QDQCQBQA=DCBA。 进位输出和借
7、位输出是分开的。OC为进位输出，加法计数时，进入1001状态后有负脉冲输出，脉宽为一个时钟周期。OB为借位输出，减法计数时，进入0000状态后有负脉冲输出，脉宽为一个时钟周期。3.3 74LS47BCD-七段显示译码器74LS47 图3.3.1 74LS47逻辑图 图3.3.2 74LS47引脚图功能或数字 输入 输出显示字形abcdefg灯灭0(输入)0000000灭灯试灯011111111 8动态灭零10000000000000灭灯01100001111111001100011011000012100101110110123100111111100134101001011001145101
8、01110110115610110100111116710111111100007811000111111118911001111110119101101010001101111101110011001121110010100011131110111001011141111010001111151111110000000灭灯图3.3.3 74LS47功能表 要求输出015时，灭灯输入BI必须开始时保持高电平。如果不灭，如此动态灭灯输入RBI必须开路或为高电平。 将一低电平直接加于灭灯输入BI时，如此不管其他输入为任何电平，所有各段输出都关闭。 当动态灭灯输入/动态灭灯输出BI/RBO开路或者保
9、持高电平而试灯输入为高电平时，所有各段输出都关闭并且动态灭灯输出RBO处于低电平响应条件。 当灭灯输入/动态灭等输出BI/RBO开路或者保持高电平而试灯输入为低电平时，如此所有各段都开通。 BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入BI或动态灭灯RBO之用，或两者兼用3.4 NE555NE555图3.4.1 芯片的引脚图引脚编号符号功能说明1 地线2 触发3 输出4 复位5 控制电压6 阀值7 放电8 电源 图3.4.2 NE555引脚功能555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时
10、器 556/7556。555 定时器的电源电压X围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 图3.4.3 555定时器根本原理图 555 定时器本钱低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器与施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量与自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图 2.9.2 所示。它内部包括两个电压比拟器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 与功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比拟器决定。两个比拟器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，如此电压比拟器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。假设触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，如此比拟器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，
