數(shù)電課程設(shè)計(jì)---四人競賽搶答器的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-12 02:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 提示、娛樂等功能，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)新穎實(shí)用、先聲奪人、出奇制勝。 第二章 ． 電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 （ 1） .四組參賽者在進(jìn)行搶答時(shí)，當(dāng)搶答者按下面前的按鈕時(shí)，搶答器都能準(zhǔn)確地判斷出搶先者，并顯示相應(yīng)的組號(hào)。 （ 2） .搶答器應(yīng)具有互鎖功能，某組搶答后 能自動(dòng)封鎖其它各組進(jìn)行搶答。 （ 3） .系統(tǒng)應(yīng)具有一個(gè)總復(fù)位開關(guān)。 （ 4） .安裝自己設(shè)計(jì)的電路。 （ 5） .運(yùn)用仿真軟件繪制設(shè)計(jì)電路圖（ 如 Multisim）。 （ 6） .可用觸發(fā)器、鎖存器或編碼器判斷第一搶答者的信號(hào)并將其鎖存，在得到第一信號(hào) 之后應(yīng)立即將電路的輸入封鎖，同時(shí)還必須注意，第一搶答信號(hào)應(yīng)在主持人發(fā)出搶答命令之后才有效。 (7).當(dāng)電路形成第一搶答信號(hào)之后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示出搶答者的組別，或用發(fā)光二極管直接指示出組別。同時(shí)控制音頻振蕩器工作。 (8).限時(shí)及顯示電路可多諧振蕩器、計(jì)數(shù) 器、譯碼器和數(shù)碼顯示電路組成 設(shè)計(jì)背景 (1).了解數(shù)字電路系統(tǒng)的定義及組成 數(shù)字電路系統(tǒng)一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時(shí)鐘電路和電源等。輸入電路主要作用是將被控信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，其形式包括各種輸入接口電路。比如數(shù)字頻率計(jì)中，通過輸入電路對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大、整形，得到數(shù)字電路可以處理的數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)則需要通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信 4 號(hào)再進(jìn)行處理。在設(shè)計(jì)輸入電路時(shí)，必須首先了解輸入信號(hào)的性質(zhì)，接口的條件，以設(shè)計(jì)合適的輸入接口電路。 掌握時(shí)鐘電路的作用及基本構(gòu)成 時(shí)鐘電路是數(shù)字電路系統(tǒng)中的靈魂，它屬于一種控制電路，整個(gè)系統(tǒng)都在它的控制下按一定的規(guī)律工作。時(shí)鐘電路包括主時(shí)鐘振蕩電路及經(jīng)分頻后形成各種時(shí)鐘脈沖的電路。比如多路可編程控制器中的 555 多諧振蕩電路，數(shù)字頻率計(jì)中的基準(zhǔn)時(shí)間形成電路等都屬于時(shí)鐘電路。設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求首先確定主時(shí)鐘的頻率，并注意與其他控制信號(hào)結(jié)合產(chǎn)生系統(tǒng)所需的各種時(shí)鐘脈沖。 了解組合邏輯電路掌握組合邏輯電路的設(shè)計(jì)及觸發(fā)器的使用 在組合邏輯電路中，任意時(shí)刻的輸出僅僅取決于該時(shí)刻的輸入，與電路原來的狀態(tài)無關(guān)?？梢酝?過各種簡單邏輯單元實(shí)現(xiàn)各種邏輯關(guān)系從而可以設(shè)計(jì)出判斷搶答信號(hào)的先后并同時(shí)封鎖其它信號(hào)的到來。觸發(fā)器能夠存儲(chǔ) 1 位二值信號(hào)，由此可以設(shè)計(jì)出鎖存搶答信號(hào)的電路。 四 人智力競賽搶答器的設(shè)計(jì)原理 電路主要由脈沖產(chǎn)生電路、鎖存電路、編碼及譯碼顯示電路、倒計(jì)時(shí)電路和音響產(chǎn)生電路組成。當(dāng)有選手搶答時(shí)，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經(jīng) 4 線 7段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時(shí)產(chǎn)生音響。主持人宣布開始搶答時(shí)，倒計(jì)時(shí)電路啟動(dòng)由 30計(jì)到 0，如有選手搶答，倒計(jì)時(shí)停止。電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21： 5 圖 21 單元電路分析 選手開關(guān) 此電路由 4 個(gè)開關(guān)組成，四位搶答者通過開斷各自的開關(guān)開關(guān)實(shí)現(xiàn)搶答，給編碼器輸入高電平，其中低電平為有效搶答信號(hào)。 主持人開關(guān) 此電路由 2 個(gè)開關(guān)和一個(gè) 1kΩ的電阻組成，主持人通過開斷開關(guān)控制整個(gè)電路開合。 觸發(fā)鎖存電路 此電路由 4D 觸發(fā)器 74LS175 組成。它具有以下功能： (用集成觸發(fā)器清除端實(shí)現(xiàn)，由主持人輸入手動(dòng)負(fù)脈沖控制 )。 (有按鍵實(shí)現(xiàn) )。 3．顯示功能 ( 用 LED 顯示器 實(shí)現(xiàn)。 。 其功能表如 表 21： 6 表 21 主持人沒有按下開關(guān)時(shí)，選手不得搶答，否則搶選選收對(duì)應(yīng)的指示燈亮，并且顯示器顯示該 選手編號(hào)，蜂鳴器不響。 搶答電路如圖 22： 圖 22 其工 作原理為：本電路采用 74LS175 四上升沿 D
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