數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-智力競(jìng)賽搶答器(編輯修改稿)
2024-12-09 16:50 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在一起的中規(guī)模集成電路 ,因集成電路內(nèi)部含有 3 個(gè) 5 千歐電阻而得名 ,在控制、定時(shí)、檢測(cè)、放聲、報(bào)警等方面有著廣泛的應(yīng)用。 而這次是將 555 夠成一個(gè)多諧振蕩器。 D 觸發(fā)器，其功能有： ⑴ D 觸發(fā)器具有接收并記憶信號(hào)的功能，又稱為鎖存器。 ⑵ D 觸發(fā)器屬于脈沖觸發(fā)方式。 ⑶ D 觸發(fā)器不存在約束條件和一次變化現(xiàn)象，抗干擾性能強(qiáng)，工作速度快。 而這次正是利用了的以上功能來構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單的搶答器。 綜上所述可知在本次設(shè)計(jì)的電路 中， RS 邊沿 D 觸發(fā)器有四個(gè)，其作用是用來鎖存非最先搶答者的搶答信號(hào)。而三個(gè) JK 觸發(fā)器則是構(gòu)成了一個(gè)減法計(jì)數(shù)器且和 555 定時(shí)器一起使用，形成一個(gè)倒計(jì)時(shí)器， 555 是為 JK 觸發(fā)器定時(shí)提供提夠脈沖，使 JK 觸發(fā)器工作。 4511 5 譯碼器將 JK 觸發(fā)器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠在數(shù)碼管上顯示的有效信號(hào)。還有就是 74190 可逆計(jì)數(shù)器，主要是用來計(jì)算選手得分情況。 此部分主要是詳細(xì)介紹該智力搶答器各個(gè)組成模塊，以及各模塊的器件組成以及相應(yīng)的功能。此智力競(jìng)賽搶答器由三部分組成：搶答器、計(jì)時(shí)器以及計(jì)分器。下面就依次介紹 各組成部分的設(shè)計(jì)方法，功能等。 這個(gè)搶答器設(shè)計(jì)成可供四個(gè)人搶答使用，它的組成器件有：四個(gè)三極管、 四個(gè) D 觸發(fā)器（ 74LS74）、四個(gè)或非門以及用于起提示作用的發(fā)光二極管和揚(yáng)聲器。電路圖如下： Q0.Q1.Q2..Q3...Res2..Res2..Res2..Res2.選手 1.選手 2.選手 3.選手 4SRD4SRD2SRD3SRD1VCCVCCS1主持人L1SpeakerL2SpeakerL3SpeakerL4SpeakerDLED1DLED2DLED3DLED4..Res2..Res2.NOR4N1S.NOR4N1S.NOR4N1S.NOR4N1S 其工作原理如下： 當(dāng)主持人將開關(guān)撥至接通狀態(tài)時(shí)，這樣三極管處于截至狀態(tài)，使選手無法搶答，整個(gè)搶答器處于被鎖定狀態(tài)，當(dāng)主持人將開關(guān)斷開時(shí)，三極管的集電極接高電平，這樣三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)選手有搶答信號(hào)輸入時(shí)可以通過三極管將信號(hào)傳送給 D 觸發(fā)器，而 D 觸發(fā)器的 6 作用則是判斷選手的信號(hào)，并鎖住其他選手的 信號(hào)傳入。 首先，對(duì)于三極管的工作原理，主要是巧妙的利用了它的基極和集電極的電壓關(guān)系來使三極管截至或?qū)蠢昧巳龢O管的開關(guān)作用。 晶體三極管的電流放大作用 。 晶體三極管具有電流放大作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將Δ Ic/Δ Ib 的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號(hào)“β”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來說是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。 晶體三極管的三種工作狀態(tài) 截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極 管發(fā)射結(jié)的電壓小于 PN 結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時(shí)失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。 飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于 PN 結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時(shí)，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時(shí)三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。 其次，而 D 觸發(fā)器的的構(gòu)成原件 見下圖： 此 D 觸發(fā)器又叫維持 —— 阻塞邊沿觸發(fā)器，該觸發(fā)器有六個(gè)與非門組成，其中啊 a 和 b構(gòu)成基本 RS 觸發(fā)器下面分析其工作原理： Sd 和 Rd 接至基本 RS 觸發(fā)器的輸入端，它們分別是預(yù)置和清零端，低電平有效。當(dāng) Sd=0且 Rd=1 時(shí)，不論輸入端 D 為何種狀態(tài)，都會(huì)使 Q=1， Q =0,即觸發(fā)器置一；當(dāng) Sd=1 且 Rd=0時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)為 0， Sd 和 Rd 通常又稱為直接置 1 和置 0端。工作過程如下： ① 、 CP=0 時(shí)，與非門 c 和 g 封鎖，其輸出 c=e=1，觸發(fā)器的狀態(tài)不變。同時(shí)，由于 c 7 至 f 和 e 至 g 的反饋信號(hào)將這兩個(gè)門打開，因此可接收輸入信號(hào) D， f=D ， g=f =D。 g ② 、當(dāng) CP 由 0 變 1 時(shí)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。這時(shí) c和 e打開，它們的輸出 c和 e的狀態(tài)由 f和g 的輸出狀態(tài)決定。 C= f =D， e=g =D 。由基本 RS 觸發(fā)器的邏輯功能可知， Q=D。 ③ 、觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)后，在 CP=1 時(shí)輸入信號(hào)被封鎖。 C 和 e 打開后，它們的輸出 c 和 e 的狀態(tài)是互補(bǔ)的，即封鎖了 D 通往基本 RS 觸發(fā)器的路徑；該反饋線起了使觸發(fā)器維持在 0狀態(tài)和阻止觸發(fā)器變?yōu)?1 狀態(tài)的作用，故該反饋線稱為置 0 維持線，置 1 阻塞線。 e為 0 時(shí)，將 c 和 g 封鎖， D 端通往基本 RS 觸發(fā)器的路徑也被封鎖。 維持阻塞 D 觸發(fā)器狀態(tài)方程和狀態(tài)真值表 如下： nn D??1 表 D 觸發(fā)器真值表 Sd Rd CP
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