【正文】 1 1 1 1 1 1 0 1 1 00 0 1 1 1 1 1 1? 1 1 0 1 00 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0注：表中代表任意狀態(tài)②鎖存器SR 鎖存器是該設(shè)計(jì)中保證多個(gè)開(kāi)關(guān)隨后觸發(fā)而不產(chǎn)生紊亂的重要部分，因?qū)嶒?yàn)室不能提供現(xiàn)成的鎖存器，則用兩個(gè)與非門(mén)(與非門(mén)由集成電路 74LS00 提供)組成了一個(gè) SR 鎖存器，連線(xiàn)如圖 3 所示，其真值表見(jiàn)表 3。表 3 用與非門(mén)組成的 SR 鎖存器的特性表 39。DS39。DRQ * 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1① 0 0 1 1①注：①S D、R D的 0 狀態(tài)同時(shí)消失以后狀態(tài)不定。16③譯碼器本設(shè)計(jì)中選用的譯 碼 器 型 號(hào) 是 74LS48（ 共 陰 ） ， 其 引 腳 排 列 如 圖 6 所 示 ， 其中 、3A、 、 — BCD 碼輸入端， 、 、 、 、 、 、 — 譯 碼輸出端，輸出“1”有效，2A10 aYbcdeYfg用來(lái)驅(qū)動(dòng)共陰極 LED 數(shù)碼管。 — 測(cè)燈輸入端， ＝“0”時(shí)，譯碼輸出全為“1” ，數(shù)碼管七段同時(shí)電亮，以檢查L(zhǎng)TT數(shù)碼管各段能否正常發(fā)光。 — 滅燈輸入端， ＝“0”時(shí)，譯碼輸出全為“0” 。 RBO/IBI作為輸出端使用時(shí)，稱(chēng)滅“0”輸出端，在 A=B=C=D=0時(shí) ， 而 且 =0 時(shí)， 才會(huì)輸出低電RBO平，表示譯碼器把不希望顯示的零熄滅了。 —熄零輸入端。用來(lái)熄滅不希望顯示的零I 由 555 定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖 33 所示： U11DIS7 OUT3RST48THR6CON5TRI2GNDVCC555_VIRTUALR115kohmR368kohm5VVCCR2510ohmR4 1kohmQ1BJT_NPN_VIRTUALR5510ohm5VVCCC2100uF200HzU2圖 報(bào)警電路其中 555 構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率為：f0=1/(R1+2R2)*C*ln2=(R1+2R2)*C 其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。 PR 為控制信號(hào)，當(dāng) PR 為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振不再工作。 設(shè)音響提示時(shí)間為 2 秒左右，可采用一脈寬為 2 秒的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的方法有很多，可以用與非門(mén)或者非門(mén)電路實(shí)現(xiàn)微分型單穩(wěn)、利用施密特觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)、集成單穩(wěn)等?，F(xiàn)采用 555 定時(shí)器實(shí)現(xiàn)，注意其脈寬的計(jì)算公式為 tw=沖觸發(fā)信號(hào)到來(lái)，將有效觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路產(chǎn)生一個(gè)脈寬為 2 秒的正脈沖。 利用 555 定時(shí)器實(shí)現(xiàn)頻率約 1kHz 的音頻振蕩器，因 555 定時(shí)器有較強(qiáng)的功率輸出能力，17可以直接推動(dòng)喇叭輸出。當(dāng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生一個(gè)正脈沖時(shí)，控制 555 定時(shí)器開(kāi)始工作，發(fā)出響聲；當(dāng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)后，555 定時(shí)器清零，不能發(fā)聲。 時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：① 主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)，②當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。③當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。根據(jù)上面的功能要求以及圖 和圖 ，設(shè)計(jì)的時(shí)序控制電路如圖 所示：121312U1A74LS11Damp。 21 1U3A74LS04D202。177。214。211。208。197。186。197。211U4A74LS04DBusBusCP182。168。202。177。181。189。208。197。186。197。1QU2A12374LS00Damp。 _ST圖 (A) 搶答與定時(shí)電路的時(shí)序控制電路圖 (B) 報(bào)警電路的時(shí)序控制電路圖中，門(mén) G1 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào) CP 的放行與禁止，門(mén) G2 的作用是控制 74LS148 的輸入使能端 ST。圖 34（a）的工作原理是：主持人控制開(kāi)關(guān)從“清零”位置撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，來(lái)自于圖 31 中的 74LS279 的輸出 CTR=0，經(jīng) G3 反相，A=1，則從 555 輸出端來(lái)的18時(shí)鐘信號(hào) CP 能夠加到 74LS192 的 CPD 時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，來(lái)自于圖 32 的 74LS192 的借位輸出端 BO2=1，門(mén) G2 的輸出 ST=0，使 74LS148 處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求；當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，CTR=1，經(jīng) G3反相，A=0，封鎖 CP 信號(hào)，定時(shí)器處于保持狀態(tài)，門(mén) G2 的輸出 ST=1，74LS148 處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求；當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，來(lái)自于圖 32 的 74LS192 的借位輸出端BO2=0，門(mén) G2 的輸出 ST=1，74LS148 處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答，門(mén) G1 同時(shí)處于關(guān)門(mén)狀態(tài)，封鎖 CP 信號(hào)，使定時(shí)電路為 00 狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求，74LS121 用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。第 5章 電路實(shí)驗(yàn)與調(diào)試 通過(guò)實(shí)驗(yàn)原理圖進(jìn)行實(shí)物焊接，焊接時(shí)能深刻體會(huì)到焊接工藝的重要性：各個(gè)芯片的引腳功能不能混淆，必須了解各個(gè)芯片的使用方法，內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及使用時(shí)的注意事項(xiàng)，該接電源的一定要接電源，該接地的一定要接地，且不能有懸空。同時(shí)在電路板上要預(yù)先確定電源的正負(fù)端，便于區(qū)分及焊接。正確焊接各芯片個(gè)管腳連接必須查閱各種資料并記錄，以確保在焊接過(guò)程和調(diào)試過(guò)程中芯片不被燒壞，同時(shí)確保整個(gè)電路的正確性。在焊接完后每塊芯片都用萬(wàn)用表檢測(cè)，看是否有短接等，還有焊接時(shí)要盡量使布線(xiàn)規(guī)范清晰明了，這樣才有利于在調(diào)試過(guò)程中檢查電路。 調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法 在調(diào)試的過(guò)程中主要運(yùn)用了數(shù)字萬(wàn)用表。在調(diào)試之前我們這一組的成員在一起。首先，對(duì)照事先設(shè)計(jì)好的原理圖仔細(xì)檢查在實(shí)物中是否有接錯(cuò)的地方(主要檢查集成電路的引腳與導(dǎo)線(xiàn)是否出錯(cuò)接錯(cuò)和是否出現(xiàn)了短路)，若發(fā)現(xiàn)有，就立即改正。以防給實(shí)物通電之后，出現(xiàn)意外。然后，用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)實(shí)物中是否有不導(dǎo)通的地方，若有，應(yīng)立即修正。以防通電后不能工作，而懷疑其他地方出錯(cuò)。在上一步完成的基礎(chǔ)之上，給實(shí)物通電，進(jìn)行調(diào)試。 出現(xiàn)的問(wèn)題和解決方法我們這組出現(xiàn)的問(wèn)題記改正措施如下：19⑴我們初次調(diào)試時(shí)，實(shí)物的確沒(méi)有工作。然而，我們對(duì)事先設(shè)計(jì)好的原理圖進(jìn)行仔細(xì)的研究，最后在指導(dǎo)老師的幫助下發(fā)現(xiàn)我們?cè)O(shè)計(jì)的原理圖有錯(cuò)誤(在集成電路 74LS148 與鎖存器之間多加了反相器)，決定將它去掉。⑵在上一步完成了之后通電，發(fā)現(xiàn)LED顯示器上顯示的是0 7之間的數(shù)，但是我們需要~它顯示1 8之間的數(shù)。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的思考，并結(jié)合指導(dǎo)老師給出的意見(jiàn)，在開(kāi)關(guān)S0和集成~電路74LS48之間加了一個(gè)SR鎖存器1Q，詳見(jiàn)圖。然而，也成了我們完成此設(shè)計(jì)的最終原理圖。 （3）經(jīng)過(guò)上兩步的改進(jìn)，終于達(dá)到了我們事先預(yù)定的目標(biāo)。20 總結(jié)通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項(xiàng)目。21