电子技术专业_简易抢答器的设计

设计题目：简易抢答器的设计

1 、设计要求及主要技术指标

1.1设计要求

1.1.1、阅相关资料；

1.1.2、总体方案设计与论证，画框图；

1.1.3、单元电路的设计；

1.1.4、元器件选择与参数计算；

1.1.5、绘制原理图（A4号图纸，计算机绘图）；

1.1.6、撰写设计说明书（A4号纸打印），字数不得少于2000字；

1.1.7、参考文献。

1.2 主要技术指标

1.2.1、由直流稳压5V电源供电。

1.2.2、能够反映出8个参赛队在比赛中抢答的情况，若第N组（N<=8）抢答，则

显示数字N。

1.2.3、若有两组或以上的组抢答，则能根据抢答的先后顺序显示首先抢答的组号。

1.2.４、抢答完成后具有清除显示数字的功能。

1.2.５、具有音频提示功能。（扩展部分）。

2、设计过程

2.1题目分析

经过74LS48优先编码后，利用74LS74的锁存功能，再通过74LS48译码后，通过数码管显示出来。

2.2 整体构思

优先编码器→锁存器（触发器）→译码器（驱动）→数码管

主持人控制开关↑

2.3 具体实现

2.1.1、抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~S7表示。

2.1.2、设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

2.1.3、抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声

器发出声响提示，并在DPY_7-SEG七段数码管上显示选手号码。选手抢答实

行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

3 、元件说明及相关计算

3.1 元件说明

3.1.1、优先编码器

优先编码器既在同一时间内，当有多个输入信号请求编码时，只对优先级别高的信号进行编码的逻辑电路，称为优先编码器。常用的集成优先编码器有74LS148（8线－3线）和74LS147（10线－4线）两种制式。以74LS148为例：

(a)

功能简图

管脚引线图

功能说明：74LS148的输入端和输出端低电平有效。图（a）是其功能简图，图中电

源和地未画，~是输入信号，~为三位二进制编码输出信号，＝1时，编码器禁止编码，当＝0时，允许编码。是技能输出端，只有在＝0，而~均无编码输入信号时为0。为优先编码输出端，在＝0而~的其中之一有信号时，＝0。~各输入端的优先顺序为：级别最高，级别最低。如果＝0

（有信号），则其它输入端即使有输入信号，均不起作用，此时输出只按编码，

＝000。优先编码被广泛用于计算机控制系统中，当有多个外设申请中断时，优先编码器总是给优先级别高的设备先编码。

3.1.2、锁存器

74LS74引脚排列图

引脚功能如下：

3.1.3、译码器

译码与编码是相反的过程，是将二进制代码表示的特定含义翻译出来的过程。能实现译码功能的组合逻辑电路称为译码器。

集成译码器可分为三种，即：二进制译码器、二－十进制译码器和显示译码器。

二进制译码器是将输入的二进制代码的各种状态按特定含义翻译成对应输出信号的电路。也称为变量译码器。若输入端有n位，代码组合就有2n个，当然可译出2n个输出信号。

显示译码器由译码输出和显示器配合使用，最常用的是BCD七段译码器。其输出是驱动七段字形的七个信号，常见产品型号有74LS48、74LS47等。

74LS48的输入端是四位二进制信号(8421BCD码)，a、b、c、d、e、f、g 是七段译码器的输出驱动信号，高电平有效。可直接驱动共阴极七段数码管，

是使能端，起辅助控制作用。

使能端的作用如下：

(1) 是试灯输入端，当=0，=1时，不管其它输入是什么状态，a~g

七段全亮；

(2)灭灯输入，当=0，不论其它输入状态如何，a~g均为0，显示管熄灭；

(3)动态灭零输入，当=1，=0时，

如果=0000时，a~g均为各段熄灭；

(4) 动态灭零输出，它与灭灯输入共用一个引出端。当=0或=0且=1，

=0000时，输出才为0。片间

与配合，可用于熄灭多位数字前后所不需要显示的零。

74LS48功能简图

74LS48管脚引线

3.1.4、数码管

共阴式LED数码管的原理图，使用时，公阴极接地，7个阳极a~g由相应的BCD七段译码器来驱动，

3.2 相关计算

4 调试过程

4.1 调试过程

调试的方法：

①不通电检查电路安装完毕后，不要急于通电，应首先认真检查接线是否正确，包括多线、少线、错线等，尤其是电源线不能接错或接反，以免通电后烧坏电路或元器件。查线的方式有两种：一种是按照设计电路接线图检查安装电路，在安装好的电路中按电路图一一对照检查连线；另一种方法是按实际线路，对照电路原理图按两个元件接线端之间的连线去向检查。无论哪种方法，在检查中都要对已经检查过的连线做标记，使用万用表检查连线很有帮助。

②直观检查连线检查完毕后，直观检查电源，元器件接线端之间有无短路，连线处有无接触不良。

③通电检查把经过准确测量的电源电压加入电路，电源接通之后不要急于测量数据和观察结果，首先要观察有无异常现象，包括有无冒烟、有无异常气味、触摸元件是否有发烫现象、电源是否短路等。如果出现异常，应立即切断电源，排除故障后可重新通电。

④分块调试包括测试和调整两个方面。测试是在安装后对电路的参数及工作状态进行测量；调整则是在测试的基础上对电路的结构或参数进行修正，使之满足设计要求。

为了使测试能够顺利进行，设计的电路图上应标出各点的电位值，以及其他参考数值。调试过程中我们不能单凭感觉和印象，要始终借助仪器观察。

2、调试注意事项

①测试之前要熟悉各种仪器的使用方法，并仔细加以检查，避免由于仪器使用不当或出现故障而作出错误判断。

②测试仪器和被测电路应具有良好的共地，只有使仪器和电路之间建立一个公共地参考点，测试的结果才是准确的。