数电课程设计--八人智力抢答器.doc

华南理工大学广州学院中兴3G学院数字电子技术课程设计报告题目:八人智力抢答器 专业:通信工程 班级:姓名:学号:gdpnzzm@序号:日期:2013年1月目录一:设计目的3二:设计要求和设计指标3三:总体框图设计3四:功能模块设计和原理说明4五:总电路图与器件11六:本设计改进建议12七:总结(感想和心得等)13设计目的为了让学生更加深刻理解数字电子技术中的各项元器件的原理和运用,开展数字电子技术课程时间,增进学生对知识的理解和运用,增加学生学****兴趣。设计要求和设计指标:A:抢答组数分为8组,每组序号分别为1,2,3,4,5,6,7,8,按键SB0~SB7分别对应8个组,抢答者按动本组按键,组号立即在LED显示屏上显示,同时封锁其他组的按键信号B:数字抢答器定时为30s,通过按控制键启动抢答器后,要求30s定时器开始工作,发光二极管点亮。C:抢答者在30s内进行抢答,则抢答有效,如果30s定时到时,无抢答者,则本次抢答无效,系统短暂报警。总体框图设计红灯2数码显示脉冲电路倒计时器门电路数码显示红灯1优先编码电路门电路主持人选手功能模块设计和原理说明本设计主要有555定时器产生的脉冲模块。还有30秒倒计时模块。倒计时模块的设计灵感来源于实验指导书的最后一个实验,电子秒表。八选一抢答模块,还有显示模块和反馈模块。555定时器模块:本模块利用书本中第八章,用555定时器组成多谐振荡器的知识,运用公式tpL=R2cln2==(R1+R2C)LN2=(R1+R2)Cf=(R1+R2)C+,我们的555需要提供1Hz的时钟脉冲信号,所以我由公式设计得出该电路的电阻应为R1=R2=48K,C=10uf。另外图中,10000pf电容即10nf电容是滤波电容。555的脉冲输出口是3号口,我们并不是直接将555连接74LS192芯片,而是通过一个开关之后,和一个与门之后连接74LS192。这样实现了暂停的功能。这部分将另外说明。30秒倒计时模块:30秒倒计时是主要是由74LS192完成功能,74LS192是一个十位加减计数器,本次课程设计中用到的功能是倒计时功能,所以我们将CPu口接高电平。低位片的CPd时钟信号由555定时模块提供。555提供1Hz脉冲让低位片进行倒数,实现1秒减一的功能。而高位片的CPd时钟脉冲由低位片的TBO借位提供。当低位片芯片从0减到9时,会由TBO产生一个脉冲信号。此时高位片收到低位片的脉冲信号,高位片减一,继续等待下一个时钟脉冲TBO的到来。这样就实现了10秒减一的功能。另外我们还在PL位接了一个按钮,这个按钮是实现30秒倒计时的置数功能,在实际适用中还充当开始键的功能,这部分功能将另外解说了。由于PL是低电平有效,所以一开始通过一个电阻接了一个高电平,当电阻接高电平到PL口是,默认电阻为一条导线,当按键的时候按下的时候,VCC经过电阻到达地,此时PL为低电平,所以置位位有效。所以两块芯片分别被置位为如图所示的电压。即:高位片的D3D2D1D0=0011;低位片的D3D2D1D0=0000;这样就实现了30秒的置数。八人抢答功能模块:八人抢答模块主要是有74LS148八选一优先编码器和74LS279RS锁存器实现。74LS148的真值表如下:输入输出EI01234567A2A1A0GSEOHXXXXXXXXHHHHHLHHHHHHHHHHHHLLXXXXXXXLLLLLHLXXXXXXLHLLHLHLXXXXXLHHLHLLHLXXXXLHHHLHHLHLXXXLHHHHHLLLHLXXLHHHHHHLHLHLXLHHHHHHHHLLHLLHHHHHHHHHHLH由真值表可知,当74LS148由无输入到有输入的变化中,GS由高电平变为低电平,EO由低电平变为高电平。我们利用E0的变化做成了一个反馈模块,实现了灭零的功能。这部分将在反馈模块中进行说明。由于74LS148并没有锁存的功能,当优先级低的信号先按下去松开之后,又有了高优先级的信号,74LS148只会输出高优先级的信号,这样就不能实现抢答的公平性。我们就利用了74LS279的锁存功能实现了74LS148只能输入一次,不能重复触发的效果。首先我们将74LS148的输出口A0A1A2分别连接74LS279的RS锁存器的S端。实现置数功能。而另外一端通过一个电阻连接高电平。当R端无效的时候,由A2A1A0所输入的S1S2S3进行置位,此时A2A1A0=S1S2S3;此时有反馈将S1&S2&S3反馈给74LS148的EI使能端,如果有输入,反馈结果为1,则输入使能无效,则无法再进行输入。,另有一端如图所示通过按钮连接地。当按钮按下时候,R端有效实现清零作用,这时候EI使能端有效,从而实现了再次输入进行第二