【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，更好的應(yīng)用了74LS 七 .參考文獻(xiàn) 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）》 八 .實(shí)驗(yàn)心得 此次的電路實(shí)驗(yàn)，不僅是學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，更是掌握了實(shí)驗(yàn)方法，即用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論的方法，將平時(shí)所學(xué)到的簡(jiǎn)單計(jì)數(shù)器組合起來(lái)做成一個(gè)數(shù)字頻率計(jì)。做試驗(yàn)前更是要將老師上課所講的內(nèi)容理解透徹，因?yàn)檫@是做實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，在做實(shí)驗(yàn)時(shí)雖然我還遇到了不少的問(wèn)題，但是通過(guò)老師和同學(xué)們的幫助，我完成了實(shí)驗(yàn)，并得到很多知識(shí)，連線(xiàn)過(guò)程中，導(dǎo)線(xiàn)多，鏈接繁瑣，更應(yīng)該認(rèn)真仔細(xì)的檢查，排除錯(cuò)誤。本次設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了很多，讓我對(duì)以前學(xué)過(guò)的知識(shí)得以掌握，對(duì)未學(xué)知識(shí)也了解了一下。 課設(shè) 設(shè) 計(jì)實(shí)驗(yàn)三 一 .實(shí)驗(yàn)題目： 簡(jiǎn)易智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)與制作 二 .實(shí)驗(yàn)要求 搶答器可供四組搶答，有人搶答時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，同時(shí)優(yōu)先搶答者對(duì)應(yīng)的指示燈亮，而后搶答者對(duì)應(yīng)的指示燈不亮。主持人具有將搶答器復(fù)原的功能。 智力競(jìng)賽搶答器是用來(lái)判斷哪一個(gè)預(yù)定狀態(tài)首先發(fā)生的電路，主要由開(kāi)關(guān)陣列電路、觸發(fā)鎖存電路、顯示電路幾部分構(gòu)成。 三 .實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 （ 1）根據(jù)功能要求構(gòu)建總體設(shè)計(jì)方案，比較和選定設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案，確定整個(gè)電路的組成及各單元電路完成的功能，畫(huà)出 系統(tǒng)框圖 。 （ 2）單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算、器件選擇及介紹。 （ 3）畫(huà)出完整的 總體電路設(shè)計(jì)圖 （器件型號(hào)、元件參數(shù)應(yīng)標(biāo)出）和必要的波形圖，并說(shuō)明電路的工作原理。 （一）實(shí)驗(yàn)原理 智力競(jìng)賽搶答器是用來(lái)判斷哪一個(gè)預(yù)定狀態(tài)首先發(fā)生的電路。選手通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)電路發(fā)出搶答信號(hào)，先按動(dòng)者，搶答成功，觸發(fā)所存電路將該信息保持下來(lái)，同時(shí)封鎖其他選手的輸入。搶答成功后對(duì)應(yīng)燈亮，并啟動(dòng)聲響電路發(fā)出搶答成功提示。主持人按鍵電路發(fā)出復(fù)位信號(hào)使觸發(fā)鎖存電路的各輸出清零。所以主要由開(kāi)關(guān)陣列電路、觸發(fā)鎖存電路、顯示電路幾部分構(gòu)成。 （ 1）開(kāi)關(guān)陣列電路是由多路開(kāi)關(guān)組成，競(jìng)賽者與開(kāi)關(guān)相對(duì)應(yīng)。 （ 2）觸發(fā)所存電路是當(dāng)某一開(kāi)關(guān)首先按下時(shí)，觸發(fā)鎖存電路被觸發(fā)，在輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的開(kāi)關(guān)電平信息，同時(shí)為防止其它開(kāi)關(guān)隨后觸發(fā)而產(chǎn)生紊亂。 （ 3）顯示電路即按鈕開(kāi)關(guān)按下時(shí)對(duì)應(yīng)的指示燈亮。 搶答開(kāi)始前，搶答者的四個(gè)按鈕均末按下，鎖存器的輸入端都為 0，主持人通過(guò)復(fù)位按鈕使時(shí)鐘端為 l，因此鎖存器清零，四個(gè)發(fā)光二極管均不亮：同時(shí)輸出為 開(kāi)關(guān) 陣列 電路 觸發(fā) 鎖存 電路 顯示 電路 課設(shè) 0，蜂鳴器不發(fā)聲。當(dāng)有人搶答時(shí)，例如按鈕被按下，鎖存器的 D1 輸入端為 1，對(duì)應(yīng)的輸出端 Ql 由 0 變?yōu)?1，經(jīng)反相后驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)光；同時(shí) Q1’由 1 變?yōu)?0，使輸出為 1，蜂鳴器因此而發(fā)聲，表示對(duì)應(yīng)的選手優(yōu)先搶答成功。G1 門(mén)輸出的高電平經(jīng)過(guò) G2 門(mén)后使時(shí)鐘端 CL由 1 變 0（此時(shí)主持人的按扭已經(jīng)斷開(kāi)），從而使其由接收狀態(tài)轉(zhuǎn)為鎖存狀態(tài)，禁止后搶答者的信號(hào)存入鎖存器，因此即使其他選手再按下所對(duì)應(yīng)的按鈕也不起作用。 （二）實(shí)驗(yàn)電路圖 圖 3 智力競(jìng)賽搶答器 （三）器件選擇及介紹： (1)555 定時(shí)器： 555 集成時(shí)基電路稱(chēng)為集成定時(shí)器，是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，其應(yīng)用十分廣泛。該電路使用靈活 、方便，只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器，因而廣泛用于信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。它的內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個(gè) 5K 的電阻，故取名 555 電路。其電路類(lèi)型有雙極型和 CMOS 型兩大類(lèi)，兩者的工作原理和結(jié)構(gòu)相似。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后的三位數(shù)碼都是 555 或 556；所有的 CMOS 產(chǎn)品型號(hào)最后四位數(shù)碼都是 7555 或 7556，兩者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。 555 和 7555是單定時(shí)器， 556 和 7556 是雙定時(shí)器。雙極型的電壓是 +5V~+15V，輸出的最大電流可達(dá) 200mA， CMOS 型的電源電壓是 +3V~+18V。 （ 2） 74LS175 Q02Q03Q17Q16Q210Q211Q315Q314D04D15D212D313C L K9MR110 K10 K10 K10 K+ 5 V20 020 020 020 0R4CV5TR2GND1TH6DC7Q3VCC847 K47 K0. 01 U F0. 01 U FG N D+ 5 V9 10 12 1374 L S 0 474 L S 0 41 23591146810874 L S 2 013121 2 4 5674 L S 2 0G N DG N DL E D74 L S 1 75 課設(shè) 電路通電后，按下復(fù)位按鍵 S， 1Q、 Q Q 三、 Q4 輸出高電平。電路進(jìn)入籌辦狀態(tài)。這時(shí)候，假設(shè)有按鍵 A 被按下， 4D 的輸出將由低釀成高電平，使 4Q 輸輸出為高電平經(jīng)過(guò)或門(mén) U3A 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管使數(shù)碼管預(yù)示 1（選手 A 的編號(hào)），同時(shí)使 /4Q(4Q 非 )輸出為低電平經(jīng)過(guò)與門(mén) U4A 輸出低電平，此低電平與時(shí)鐘脈沖經(jīng)過(guò)與非門(mén) U2A 形成一個(gè)上漲沿作為 74LS175 CLK 的輸入。因?yàn)?74LS175 是下降沿觸發(fā)的，故按下除復(fù)位之外的不論什么的按鍵都將不會(huì)發(fā)生電路狀態(tài)的變化，即輸 入被鎖定。達(dá)到了既定的功能方針 （ 3） 74LS20 74ls20 是一個(gè)四輸入一輸出的與非門(mén)組合的芯片，邏輯功能是完成四個(gè)輸入的邏輯與非計(jì)算功能， 5 腳輸入， 6 腳輸出， 1 1 9 腳輸入， 8 腳輸出， 11 兩個(gè)腳空的， 7 腳接 GND， 14 腳接 Vcc (4)74LS04 74LS04 是六非門(mén)反相器，它的工作電壓是 5V，內(nèi)部含有 6 個(gè) CMOS 反相器。74LS04 的作用就是反相把 1 變成 0，平時(shí)使用的過(guò)程中注意不要把芯片的管教順序弄錯(cuò)了。 四 .在安裝調(diào)試中的方法技巧，遇到的問(wèn)題、原因及解決方法 這次設(shè)計(jì)的搶答器電路圖簡(jiǎn)單，很多芯片的邏輯功能也都很清楚所以在調(diào)試時(shí)可以前判斷該電路會(huì)是怎樣的結(jié)果，對(duì)于這個(gè)搶答器 ,它涉及的大多都是數(shù)字電路的問(wèn)題 .所需要調(diào)試的值并不多 .首先將各個(gè)模塊連 接到一起后 ,注意檢查各個(gè)部分是否連接正確 , 還得仔細(xì)地看一下所用器件的型號(hào)是不是我們要的那種 ,在確保連接無(wú)誤的情況下 .那就能將整個(gè)電路進(jìn)行防真了。按動(dòng)各個(gè)按鍵，看看各管腳的電平變化是不是正確的，同時(shí)觀察各個(gè)集成器件的各個(gè)管腳的電平變化情況，以及數(shù)碼顯示器的顯示是否正確 .如有不正確的就將其逐個(gè)問(wèn)題解決了再進(jìn)行后面的調(diào)試，調(diào)試 4D 觸發(fā)器，各輸入管腳均接入二極管，控制開(kāi)關(guān)，檢查 課設(shè) 4 個(gè)二極管是否均正常發(fā)光。調(diào)試 555 脈沖源，將脈沖源接到邏輯筆中，觀察是否有脈沖效果。調(diào)試揚(yáng)聲器，對(duì)其輸入一個(gè)高電平或低電平，檢查工作狀態(tài) 。組裝各器件，進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。按下四個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕中的任一個(gè)，與其編號(hào)對(duì)應(yīng)的 LED 被點(diǎn)亮，其他不亮，同時(shí)揚(yáng)聲器響。直到所有問(wèn)題都解決了為止。 五 .元器件清單 555 定時(shí)器 一個(gè) 74LS04 芯片 74LS20 74LS175 電阻、電容、導(dǎo)線(xiàn)、直流電源 六． 實(shí)驗(yàn)心得 在實(shí)驗(yàn)具體的操作過(guò)程中，對(duì)理論知識(shí)也有了進(jìn)一步的了解，真正達(dá)到了理論指導(dǎo)實(shí)踐，實(shí)踐檢驗(yàn)理論的目的。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我遇到了，線(xiàn)路不通，芯片損壞等問(wèn)題。