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1、专业课综合课程设计说明书潍 坊 学 院专业课综合课程设计说明书 设计题目： 四路抢答器设计 系 部： 信息与控制工程学院 专 业： 电气自动化技术 班 级： 一班 学生姓名: 2013年6月10日目录1. 设计任务和要求.32. 设计方案.32.1 设计思路32.2 设计原理42.3 实现功能43. 硬件设计.53.1 各功能电路连线图53.2 框图和说明64. 软件设计.75. 小结.86. 参考文献.91 设计任务与要求1.1 可同时供四名选手参赛，其编号分别是1-4，各用一个抢答按钮，按钮的编号和选手的编号相对应，给节目主持人设置一控制开关，用于控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）抢答的
2、开始。1.2 抢答器具有数据锁存和显示的功能，抢答开始后，若有选手按抢答按钮，其编号立即所存，并在数码管上显示该选手的编号，同时封锁输入电路，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主持人将系统清零为止。2 设计方案2.1 设计思路2.1.1 在给定5V直流电源电压的条件下设计一个可以容纳四组参赛者的抢答器，每组设定一个抢答按钮供参赛者使用。2.1.2 设置一个系统清零和抢答控制开关K（该开关由主持人控制），当开关K被按下时，抢答开始（允许抢答），打开后抢答电路清零。2.1.3 抢答器具有一个抢答信号的鉴别、锁存及显示功能。即有抢答信号输入（参赛者的开关中任意一个开关被按下）时，锁
3、存相应的编号，并在LED数码管上显示出来，同时扬声器发生声响。此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，优先抢答选手的编号一直保持不变，直到主持人将系统清除为止。2.1.4 开关K按下后，抢答开始，开始10S倒计时。2.2 设计原理2.2.1原理图2.2.2 设计原理接通电源后，主持人将开关拨到清除状态，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。选手在抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、亮灯提示。如果再次抢答必须由主持人再次操作清除和开始状态开关。2.3 实现功能一是选手按抢答按钮，其编号立即所存，并在数码管上显示该选手的编
4、号。二是封锁输入电路，禁止其他选手抢答。三是优先抢答选手的编号一直保持到主持人主持人将系统清零为止。3 硬件设计3.1本课程设计，需要用集成电路：74LS148,74LS279,74LS48和五个开关及其他元件，3.2各功能电路接线图电路连线图3.2 框图和说明3.2.1 元器件74LS48管脚图74LS148真值表74LS148功能介绍在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上编码信号。不过在设计优先编 码器时，已经将所有的输入信号按优先顺序排了队。在同时存在两个或两个以上输入信号时，优先编码器只按优先级高的输入信号编码，优先级低的信号则不起作用。74148是一个八线-三线优先级编码器。3.2
5、.3 说明：当主持人控制开关S置清零端时，RS触发器的R端均为“0”，4个触发器输出1Q-4Q全部为零，使74LS48的BI=0，数码管显示器灭；同时74LS148的选通输入端ST=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人将开关“S”置于“开始”端时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待信号输入端信号输入，当有选手按下时，比如“S0”按下时，74LS148的输出Y2Y1Y0=000,经RS锁存后，BI=1,74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=A2A1A0=000,经74LS148译码后，显示器显示“0”.4 软件设计4.1 优先编码器工作原理 7
6、4LS148工作原理：该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端。此外，电路还设置了输入使能端EI，输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。 当EI=0时，编码器工作；而当EI=1时，则不论8个输入端为何种状态，3个输出端均为高电平，且优先标志端和输出使能端均为高电平，编码器处于非工作状态。这种情况被称为输入低电平有效，输出也为低电来有效的情况。当EI为0，且至少有一个输入端有编码请求信号（逻辑0）时，优先编码工作状态标志GS为0。表明编码器处于工作状态，否则为1。 由功能表可知，在8个输入端均无低电平输入信号和只有输入0端（优先级别最低位）有低电平输入时，A2A1A0均为111，出现了输
7、入条件不同而输出代码相同的情况，这可由GS的状态加以区别，当GS1时，表示8个输入端均无低电平输入，此时A2A1A0=111为非编码输出；GS0时，A2A1A0=111表示响应输入0端为低电平时的输出代码（编码输出）。EO只有在EI为0，且所有输入端都为1时，输出为0，它可与另一片同样器件的EI连接，以便组成更多输入端的优先编码器。 从功能表不难看出，输入优先级别的次为7，6，0。输入有效信号为低电平，当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端无低电平输入时，输出端才输出相对应的输入端的代码。5 小结本学期第十五周我们进行了电子技术课程设计，我们用一周的时间进行了资料查找和实体设计，然
8、后认真写了设计说明。本电路由锁存器，编码器，数码管等构成，实现各项锁存，清零等功能。总结如下： 优点：电路功能原理清晰，各项功能均达到了要求，显示准确，反应灵敏，无竞争冒险现象，基本满足了普通竞赛的抢答要求。 缺点：如果长按住按钮不放，主持人清零后将能获得抢答权。 改进：可以更改促发器的类型，如使用jk触发器代替，则长按无效，或者在抢答端添加一个发光二极管，当有人作弊，二极管就会亮，从而阻止选手长按按钮的缺陷。 心得体会：通过这次课程设计，我对于74L系列有了更深的了解，知道功能表后，一切芯片都能得心应手。而且，知道了抢答器的设计方法，以后可以设计任何多人抢答器。同时实物的制作也提升了我的动手
9、能力，实践能力得到了一定的锻炼。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，培养了我的设计思维，增强了动手能力。在改进电路的过程中，同学们共同探讨，最后的电路已经比初期设计有了很大提高。在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐，加深了我对设计方面的兴趣。理论与实践得到了很好的结合。 6 参考文献1. 童师白，华成英.模拟电子技术基础，第三版. 北京:高等教育版社，2001 2. 阎石.数字电子技术基础，第四版.北京：高等教育版社，19983. 吕思忠，数子电路实验与课程设计 哈尔滨工业大学出版社4. 郑家龙，集成电子技术基础教程 高等教育出版社5. 高吉祥电子技术基础实验与课程设计 电子工业出版社6. 数字电路应用300例 中国电力出版社2
