数字逻辑电路课程设计报告

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数字逻辑设计实验报告

数字逻辑设计实验报告

一、实验目的1. 理解和掌握数字逻辑设计的基本原理和方法。

2. 熟悉数字电路的基本门电路和组合逻辑电路。

3. 培养动手能力和实验技能,提高逻辑思维和解决问题的能力。

4. 熟悉数字电路实验设备和仪器。

二、实验原理数字逻辑设计是计算机科学与技术、电子工程等领域的基础课程。

本实验旨在通过实际操作,让学生掌握数字逻辑设计的基本原理和方法,熟悉数字电路的基本门电路和组合逻辑电路。

数字逻辑电路主要由逻辑门组成,逻辑门是数字电路的基本单元。

常见的逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。

根据逻辑门的功能,可以将数字电路分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。

组合逻辑电路的输出只与当前输入有关,而时序逻辑电路的输出不仅与当前输入有关,还与之前的输入有关。

三、实验内容1. 逻辑门实验(1)实验目的:熟悉逻辑门的功能和特性,掌握逻辑门的测试方法。

(2)实验步骤:① 将实验箱中的逻辑门连接到测试板上。

② 根据实验要求,将输入端分别连接高电平(+5V)和低电平(0V)。

③ 观察输出端的变化,记录实验数据。

④ 分析实验结果,验证逻辑门的功能。

2. 组合逻辑电路实验(1)实验目的:掌握组合逻辑电路的设计方法,熟悉常用组合逻辑电路。

(2)实验步骤:① 根据实验要求,设计组合逻辑电路。

② 将电路连接到实验箱中。

③ 根据输入端的不同组合,观察输出端的变化,记录实验数据。

④ 分析实验结果,验证电路的功能。

3. 时序逻辑电路实验(1)实验目的:掌握时序逻辑电路的设计方法,熟悉常用时序逻辑电路。

(2)实验步骤:① 根据实验要求,设计时序逻辑电路。

② 将电路连接到实验箱中。

③ 观察电路的输出变化,记录实验数据。

④ 分析实验结果,验证电路的功能。

四、实验结果与分析1. 逻辑门实验结果:通过实验,验证了逻辑门的功能和特性,掌握了逻辑门的测试方法。

2. 组合逻辑电路实验结果:通过实验,掌握了组合逻辑电路的设计方法,熟悉了常用组合逻辑电路。

3. 时序逻辑电路实验结果:通过实验,掌握了时序逻辑电路的设计方法,熟悉了常用时序逻辑电路。

数字电路与逻辑设计实验报告

数字电路与逻辑设计实验报告

数字电路与逻辑设计实验报告数字电路与逻辑设计实验报告摘要:本实验旨在通过设计和实现数字电路和逻辑门电路,加深对数字电路和逻辑设计的理解。

实验过程中,我们使用了逻辑门电路、多路选择器、触发器等基本数字电路元件,并通过实际搭建电路和仿真验证,验证了电路的正确性和可靠性。

引言:数字电路和逻辑设计是计算机科学与工程领域的重要基础知识。

在现代科技发展中,数字电路的应用范围非常广泛,涉及到计算机、通信、控制等各个领域。

因此,深入理解数字电路和逻辑设计原理,掌握其设计和实现方法,对于我们的专业学习和未来的工作都具有重要意义。

实验一:逻辑门电路的设计与实现逻辑门电路是数字电路中最基本的元件之一,通过逻辑门电路可以实现各种逻辑运算。

在本实验中,我们通过使用与门、或门、非门等逻辑门电路,设计并实现了一个简单的加法器电路。

通过搭建电路和进行仿真验证,我们验证了加法器电路的正确性。

实验二:多路选择器的设计与实现多路选择器是一种常用的数字电路元件,可以根据控制信号的不同,选择不同的输入信号输出。

在本实验中,我们通过使用多路选择器,设计并实现了一个简单的数据选择电路。

通过搭建电路和进行仿真验证,我们验证了数据选择电路的正确性。

实验三:触发器的设计与实现触发器是一种常用的数字电路元件,可以存储和传输信息。

在本实验中,我们通过使用触发器,设计并实现了一个简单的二进制计数器电路。

通过搭建电路和进行仿真验证,我们验证了二进制计数器电路的正确性。

实验四:时序逻辑电路的设计与实现时序逻辑电路是一种特殊的数字电路,其输出不仅与输入信号有关,还与电路的状态有关。

在本实验中,我们通过使用时序逻辑电路,设计并实现了一个简单的时钟电路。

通过搭建电路和进行仿真验证,我们验证了时钟电路的正确性。

实验五:数字电路的优化与综合数字电路的优化与综合是数字电路设计中非常重要的环节。

在本实验中,我们通过使用逻辑代数和Karnaugh图等方法,对已有的数字电路进行了优化和综合。

数字逻辑电路实验课程设计

数字逻辑电路实验课程设计

数字逻辑电路实验课程设计课程概述数字逻辑电路是计算机基础知识的重要组成部分,也是计算机专业课程中的重要一环。

本实验旨在通过实际操作,加深学生对数字逻辑电路原理的理解,增强学生动手实践能力,为以后相关课程的学习打下基础。

实验内容本实验的主要内容为数字逻辑电路的设计和仿真,其中包括以下几个实验项目:实验一:基础逻辑门的实现通过实验一,学生将掌握数字逻辑电路中基础逻辑门的实现方法。

实验中,学生会使用基础逻辑门实现多功能逻辑电路,练习基础逻辑电路的搭建和仿真。

实验二:组合逻辑电路的设计实验二主要是组合逻辑电路的设计与仿真。

学生将会独立设计组合逻辑电路,并调试仿真运行结果,本实验对于提高学生对组合逻辑电路理论的理解和实际操作能力有非常重要的作用。

实验三:时序逻辑电路的设计实验三主要是时序逻辑电路的设计与仿真。

学生将会掌握时序逻辑电路的设计方法,理解时序逻辑电路的工作原理。

本实验将从理论到实践,帮助学生更好的掌握时序逻辑电路的应用。

实验要求•学生需要在上课前自行预习相关知识,对每个实验项目做好实验前的准备工作。

•实验过程中,学生需要根据实验要求,独立完成实验任务,并认真记录实验过程和实验数据。

•实验报告需要按照规定格式书写,其中需包含实验目的、实验原理、实验过程、实验结果及分析等内容。

•实验完成后,需要将实验报告在规定时间内提交给授课教师,如需重做实验,需要重新安排实验时间。

实验评分每个实验项目的实验报告占总成绩的30%。

实验报告将按照格式、实验完成情况以及实验结果分析等的得分进行评分。

实验报告迟交或抄袭者,将会被计入不及格分数。

实验工具本实验需要使用电路模拟软件进行实验操作,建议使用PSPICE或MULTISIM等相关软件。

学生需要提前安装或下载相关软件,并进行必要的学习和练习。

实验总结数字逻辑电路实验是计算机专业非常重要的实践环节。

通过本实验,学生将了解到数字逻辑电路的设计与原理,并能够熟练掌握数字逻辑电路仿真工具的使用。

数字逻辑电路课程设计报告数字电子技术报告

数字逻辑电路课程设计报告数字电子技术报告

课程设计报告课程设计名称:数字逻辑电路系别:学生姓名:班级:学号:成绩:指导教师:开课时间:2012-2013 学年第一学期●目录1 设计任务及要求2 总体设计方案3 控制电路设计●3.1 控制电路工作原理●3.2控制电路设计过程4 倒计时电路设计●4.1具有同步置数功能的十进制减法计数器设计●4.2主干道和支干道倒计时电路设计5 译码显示电路设计●5.1动态显示工作原理●5.2动态显示及译码电路设计6 总体电路设计●6.1总体电路7 电路仿真调试●7.1控制电路仿真调试●7.2倒计时电路仿真调试●7.3译码显示电路仿真调试●7.4总体电路仿真调试,下载验证8 改进意见及收获体会参考文献一.设计任务及要求1)设计一个交通信号灯控制器,由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红绿黄LED 做信号灯,用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号。

2) 主干道每次放行45秒,支干道每次放行25秒,设立45秒、25秒计时、显示电路3)每次由绿灯转换为红灯时,要亮5秒黄灯作为过度,使行驶中的车辆有时间停到禁行线外,设立5秒计时、显示电路。

二. 总体设计方案交通灯控制器的功能框图三. 控制电路设计2.1 控制电路工作原理设主干道绿灯、黄灯、红灯分别为G1、Y1、R1;支干道绿灯、黄灯、红灯分别为G2、Y2、R2,并且均用0表示灭,1表示亮,则交通灯有如下四种输出状态:主干道和支干道信号灯的实现采用4位二进制计数器74161实现控制器的四个状态循环。

当倒计时计数值为01时T1=1,作为74161的计数使能信号。

由状态表主干道倒计时显示:60⇒……⇒01⇒05⇒……⇒01⇒50⇒……⇒06⇒05⇒……⇒01 支干道倒计时显示:65⇒……⇒06⇒05⇒……⇒01⇒45⇒……⇒01⇒05⇒……⇒01主干道T1 支干道T1161的ENS0 | S1 | S2 | S3通过以上观察可发现:当主干道或者支干道的倒计时计数值为01时,控制器将从当前状态转入下一个状态。

数字逻辑课程设计报告(优秀版)

数字逻辑课程设计报告(优秀版)

目录目录 (1)一、设计目的 (2)二、设计要求 (2)三、设计方案 (2)四、顶层图及相关模块说明 (3)1、顶层图 (3)2、各模块说明(1)进制模块 (3)a、二十四进制 (5)b、六十进制 (5)(1)动态扫描模块 (6)(2)分频模块 (8)(3)报时模块 (9)(4)二路选择器模块 (10)五、经验总结 (12)一、设计目的1.学会应用数字系统设计方法进行电路设计;2.进一步提高QuartusⅡ9.0软件的开发应用能力;3.培养学生书写综合实验报告的能力。

二、设计要求1、能进行正常的时、分、秒计时,用动态扫描的方式显示,需用6个数码管。

(1)用M6M5进行24进制小时的显示。

(2)用M4M3进行60进制分的显示。

(3)用M2M1进行60进制秒的显示。

2、利用按键实现“校时”、“校分”和“秒清0”功能。

(1)SA:校时键。

按下SA键时,时计数器迅速递增,按24小时循环,并且计满23时回到00。

(2)SB:校分键。

按下SB键时,分计数器迅速递增,按60小时循环,并且计满59时回到00,但不向时进位。

(3)SC:秒清零。

按下SC时,秒计数器清零。

要求按键均不产生数字跳变,因此须对“SA”、“SB”进行消抖处理。

3、能进行整点报时。

(1)在59分50、52、54、56、58秒按500Hz频率报时;(2)在59分60秒用1KHz的频率作最后一声正点报时。

4、更高要求:能进行闹时功能(1)闹时的最小时间间隙为10分钟,闹时长度为1分钟。

闹时频率可以自己设置。

(2)按下闹时按键SD后,将一个闹时时间数存入计数器内。

时钟正常运行时,闹时时间和运行的时间进行比较,当比较结果相同时输出一个启动信号,触发闹时电路工作,输出音频信号。

三、设计方案1、按自顶向下的层次化设计方法设计。

(1)顶层图(2)消抖电路用D触发器构成,SA、SB、SC为包含抖动的输入信号,而电路的输出则是一个边沿整齐的输出信号。

(3)计时(24进制计数器),计分(60进制计数器)、计秒(60进制计数器)模块可由10进制计数器连接构成,也可用VHDL语言完成。

数字逻辑课程设计完整报告(精编文档).doc

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【最新整理,下载后即可编辑】一、概述智能抢答器是一种生活中常见的装置,电视节目中都可以看得到,是一种简易但又特别实用的一种装置。

本次我的课程设计的要求是设计一个智力竞赛抢答装置,可以供4人(组)使用,并且每人对应着一个开关,每个开关对应着一个发光二极管,当选手抢答成功时,所对应的发光二极管就会亮,主持人也有一个开关,当主持人按下自己开关使,选手才可以抢答,比赛才开始,并且计时器开始计时,如果在2分钟时间内没有选手抢答,那么这道题作废,主持人断开自己开关,再进行下道题。

二、方案论证设计一个智能抢答器,可以供4人比赛,每人对应一个开关和发光二极管。

主持人控制一个开关,当主持人按下开关,抢答开始并且开始计时,如果2分钟内没有选手抢答,那么本题作废,主持人断开开关,进行下题。

方案一:方案一原理框图如图1所示。

图1 智力抢答器电路的原理框图方案二:方案二原理框图如图2所示。

图2 智力抢答器电路的原理框图本设计采用的是方案二,电路简单,易懂,更具性价比。

三、电路设计 1.抢答电路抢答电路是实现抢答功能,当主持人按下开关抢答开始,当最先开始选手按下开关并且对应发光二极管发光,而且其他选手抢答无效。

为实现功能当一个开关闭合同时其它开关处于断开状态时,输出高电平对应二极管发光,同时将其它三个二极管锁定为低电平,这三个开关失效。

图3 抢答电路2.计时电路计时器电路主要由三片74LS190N 构成。

将三片计数器芯片接成120进制的加法计数器并将初始值置为000,接收脉冲信号由000开始计时。

选手按钮显示电路译码电路 控制电路主持人按钮脉冲电路计时电路 报警电路表1 同步十进制加/减计数器74LS190N功能表的控制停止计数且保持当前数据不变;当LD′=0时,计数器不受CLK的控制预置数;当CTEN′=0,LD′=1,U′/D=0时计数器加法计数,CTEN′=0,LD′=1,U′/D=1时计数器减法计数;当低位计数器U8到9时进位,高位加1。

大连海事大学数字逻辑电路课程设计实验总结报告

大连海事大学数字逻辑电路课程设计实验总结报告

数字逻辑电路课程设计实验总结报告题目一:用J-K触发器设计13进制加法计数器一、设计过程:参见设计实验报告(真值表,卡诺图)。

二、逻辑电路图:三、电路图描述:4个J-K触发器同步接法,每一位J-K触发器的输出端经与非门与灯泡连接(具体c 参见设计报告卡诺图下表达式),4个小灯泡代表4位2进制数,左边为高位,右边为低位,小灯泡的亮、灭分别代表“1”,“0”。

四、实验结果:小灯泡由“灭灭灭亮”依次到“亮灭亮灭”,然后到“灭灭灭灭”,代表“0001”依次累加到“1010”然后清零为“0000”,实现0~12,模13加法计数器。

题目二:用74LS194实现M=10序列为1100110101一、设计过程:参见设计实验报告。

二、逻辑电路图:由74LS194双向移位寄存器产生M=10的1100110101。

由Q3,Q2,Q1,Q0代表194四位输出端。

灯的亮灭代表10,最右边的灯代表F,即代表所产生的序列。

四、实验结果Q3,Q2,Q1,Q0从“1100”到“1110”成一循环,F的值与之依次对应。

参见设计报告真值表。

题目三:用74LS163设计0~98以内的数显电路。

一、设计过程:参见设计实验报告二、逻辑电路图三、电路描述:两位74LS163芯片分别代表56进制高地位。

低位需要在9即“1001”,以及高位为5(“0101”)、低位为5(“0101”)两个状态清零,通过与非门控制。

高位仅在5时(“0101”)时清零。

四、实验结果从“00”开始计数直到“55”清零。

题目四:用74LS163和74LS151设计M=10序列为0011001101序列一、设计过程:参见设计实验报告二、逻辑电路图由74LS163,74LS151两个芯片组成。

163芯片四位输出端“QD,QC,QB,QA”通过降维(参见设计报告)与151ABC三位输入端项链。

151的8位置数端所置的数由降维卡诺图(参见设计报告)确定,从M0到M7分别为:0101‘Q0’111。

数字逻辑电路设计课程设计实验报告

数字逻辑电路设计课程设计实验报告

数字逻辑电路设计课程设计——多功能数字钟学校专业班级姓名学号数字系统综合设计——多功能数字钟实验目的1.学会将VHDL程序生成为自己的逻辑器件;2.学会应用数字系统方法进行电路设计;3.能够更加熟练得运用VHDL语言来编写、开发自己的数字电路;4.进一步掌握Quartus Ⅱ软件的用法;5.理解和实践编写较大型逻辑电路的步骤和方法,深入理解层次化设计方法;6.培养综合实验能力。

设计目的1.拥有正常的时、分、秒及时功能。

2.能利用实验板上的按键实现校时、校分及秒清零。

3.能利用实验板上的扬声器做整点报时。

4.闹钟功能。

5.在MAXPLUS Ⅱ中采用层次化设计方法进行设计。

6.完成全部电路设计后在实验板上下载,验证设计课题的正确性。

设计方案根据图1-1的总体设计框图,可以将整个系统分为6个模块来实现,分别是计时模块、校时模块、整点报时模块、分频模块、动态显示模块及闹钟模块。

图1-1 多功能数字钟总体设计框图11.计时模块该模块的设计相对简单,使用一个二十四进制和两个六十进制计数器级联,构成数字钟的基本框架。

二十四进制计数器用于计时,六十进制计数器用于计分和计秒。

只要给秒计数器一个1Hz的时钟脉冲,则可以进行正常计时。

分计数器以秒计数器的进位作为计数脉冲,小时计数器以分计数器的进位作为计数脉冲。

2.校时模块校时模块设计要求实现校时、校分以及秒清零功能。

✧按下校时键,小时计数器迅速递增以调至所需要的小时位。

✧按下校分键,分计数器迅速递增以调至所需要的分位。

✧按下清零键,将秒计数器清零。

在设计此模块时要注意屏蔽校分时分计数器的进位信号,以防止小时计数器计数;利用D触发器消除校时校分是的按键抖动;计时采用1Hz的脉冲驱动计数器计数,而校对时间时应选用相对高频率的信号驱动计数器以达到快速校对时间的目的。

3.整点报时模块该模块的功能要求是:计时到59分50秒时,每两秒一次低音报时,整点进行高音报时,可以将报时信号接到试验板上的扬声器输出。

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湖北文理学院理工学院数字逻辑电路课程设计报告课题名称八路智能抢答器姓名(学号)组号专业2014年 9 月 18 日【摘要】随着科技的日新月异,促使人们开始学科学、学技术、学知识。

抢答器是一个机关学校开展智力竞赛活动必不可少的设备,广泛应用于学校、教育部门、企事业工会组织、俱乐部等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答使用。

八路数字抢答器电路包括抢答,编码,优先,锁存,数显,复位及报警电路。

抢答器数字优先编码电路由D1-D12组成实现数字的编码。

CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。

抢答器报警电路由NE555接成音多谐振荡器构成。

抢答器数码显示电路由数码管组成,输入的BCD码自动地由CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。

经过布线、焊接、调试等工作的八路数字智能抢答器成形,更具有实用性。

本文介绍了一种用CD4511系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。

该抢答器除具有基本的抢答功能外,还具报警功能。

若在规定的时间内有人抢答,则计时将自动停止,数码管显示成功抢答者代码;若不在规定时间内有人违规抢答,则系统中的蜂鸣器将发响,数码管显示违规抢答者代码;若在规定的时间内无人抢答,则系统中的蜂鸣器将发响,提示主持人本轮抢答无效,实现报警功能。

【关键字】八路智能抢答器、CD4511、NE555、数码显示管、设计、报警电路、数字编码电路目录1、设计题目八路智能抢答器计 (3)2、设计目的及要求2.1 设计目的 (3)2.2 设计要求 (3)3、方案论证3.1.电源部分 (3)3.2.电路部分 (3)4、设计思路4.1八路智能抢答器的结构框图 (4)4.2八路智能抢答器的工作流程 (4)4.3八路智能抢答器的工作过程 (4)5、设计原理5.1设计中的数字编码电路 (5)5.2设计中的译码/优先/锁存电路5.2.1CD4511的引脚 (6)5.2.2译码驱动功能 (8)5.2.3锁存优先功能 (8)5.3抢答器设计中的数码显示电路 (9)5.4抢答器设计中的报警电路 (10)6、设计的装备与调试 (12)7、设计完成的电路图7.1八路智能抢答器工作原理电路图 (12)7.2八路智能抢答器实物图 (13)8、设计所需的元件清单 (13)9.设计心得与体会 (13)10.参考文献 (14)八路智能抢答器设计2.设计目的及要求2.1 设计目的:a.掌握电子电路的一般设计方法,了解电子产品研制开发过程。

b.巩固和加强《数字电子技术》的理论知识。

c.提高电子电路实验技能及仪器使用能力。

d.掌握电子电路安装与调试方法及故障排除方法。

e.学会撰写课程设计实验报告。

f.培养学生独立分析解决问题的能力。

2.2 设计要求a.八路智能抢答器可以供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S1~S8来表示。

b.有一个主持人控制电路,由主持人通过S9按钮来控制抢答器的运行。

c.抢答器具有锁存、显示和报警功能。

即当抢答开始后,选手抢答按动按钮,锁存器锁存相应的选手编码,同时用LED数码管把选手的编码显示出来,而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。

d.设计小组完成数字课程设计的逻辑设计、电路设计、PCB板设计、电路组装和行调试以及设计报告。

3.方案论证3.1电源部分电源部分为供给控制电路、数码显示电路的电源,本设计可采用以下三种方案。

方案一:选用变压器。

特点:性能好、经久耐用、笨重、成本低、电路简单。

方案二:选用开关电源特点:性能好、体积小、电路复杂、成本高。

方案三:选用RC电路特点:体积小,成本低,性能差,安全性低。

根据要求并结合实际,本设计选用方案一。

3.2电路部分电路部分是设计的关键,本设计可采用以下两种方案。

方案一:系统各部分采用中小规模集成数字电路,用机械开关按钮作为控制开关,完成抢答输入信号的触发。

它的特点是中小规模集成电路应用技术成熟,性能可靠,能方便地完成选手抢答的基本功能,除此之外,它的原理比较简单,集成块的价格也比较便宜且很容易购买,与我们学完的〈〈数字电子技术〉〉联系紧密,能将我们所学知识用于实际,对巩固所学知识有重要意义,用了一些成型电路,如NE555标准秒脉冲电路等,使总体方案易于实现。

方案二:系统采用51单片机系列中的AT89S51作为控制核心,可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。

它的特点是技术比较成熟,应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少,便于控制和实现,但我们还未开设此课,对此相对陌生,复杂的逻辑编程控制指令大大地增加了设计的难度。

根据要求并结合实际,本设计选用方案一。

4.1八路智能抢答器的结构框图电路完成了基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答。

而报警电路则是起到提示作用。

其工作原理为:接通电源后,当主持人按下复位键,宣布"开始"抢答器工作。

选手即可开始抢答,当选手按下抢答键后,抢答器完成:编码、优先锁存、译码、数码显示。

当一轮抢答之后,只有主持人按下复位键,才能进行下一轮抢答,否则抢答无效。

图4.1—抢答器的结构框图4.2八路智能抢答器的工作流程抢答器的基本工作原理:在上电之后,系统开始运行,在抢答过程中,会有多个信号同时或不同时送入主电路中,抢答器内部电路和CD4511集成芯片会开始工作,并识别、记录第一个号码。

在整个抢答器工作过程中,编码电路、优先\锁存\译码电路、显示电路、报警电路都会运行。

抢答器的工作流程分为正常抢答流程、主持人复位等几部分,如图2所示。

4.3八路智能抢答器的工作过程a. 开始上电之后,主持人按复位键,抢答开始。

如有选手按下抢答键,报警电路会发出讯响声,并且数码显示电路上会显示成功抢答的选手的编号。

b. 当有选手抢答成功之后,系统就进行了优先锁存,其他抢答选手抢答无效。

c. 如果主持人未按下复位键,而有人按了抢答按键,此次抢答无效,只有当主持人按下了复位键,选手才能进行顺利抢答。

总而言之,本课题利用简单逻辑数字电路设计了智能抢答器,该抢答器具有基本的强大功能,提高了系统的可靠性、简化了电路结构、节约了成本,但是此抢答器功能还不够强大,还有很多功能无法实现,需要我们继续学习和研究。

图4.3—抢答器的工作流程5.设计原理八路智能抢答器主要由数字编码电路、译码\优先\锁存驱动电路、数码显示电路和报警电路组成。

现简单介绍八路智能抢答器设计中的各单元电路的设计原理。

5.1设计中的数字编码电路参考电路如图3所示,S1—S8组成1—8路抢答器,D1—D12组成数字编码器。

该电路完成的功能是:通过编码二极管编成BCD码,将高电平加到CD4511所对应的输入端。

从CD4511的引脚可以看出,引脚6,2,1,7分别为BCD码的D、C、B、A位(D为高位,A为低位,即D、C、B、A分别代表BCD码8、4、2、1位)。

工作过程:当电路上电,主持人按下复位键,选手就可以开始抢答。

当选手1按下S1抢答键,高电平通过编码二极管D1加到CD4511集成芯片的7脚(A位),7脚为高电平,1、2、6脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0001”;当选手2按下S2抢答键,高电平通过编码二极管D2加到CD4511集成芯片的1脚(B位),1脚为高电平,2、6、7脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0010”;当选手3按下S3抢答键,高电平通过编码二极管D3、D4加到CD4511集成芯片的1、7脚(B、A位),1、7脚为高电平,2、6脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0011”;当选手4按下S4抢答键,高电平通过编码二极管D5加到CD4511集成芯片的2脚(C位),2脚为高电平,1、6、7脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0100”;当选手5按下S5抢答键,高电平通过编码二极管D6、D7加到CD4511集成芯片的2、7脚(C、A位),2、7脚为高电平,1、6脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0101”;当选手6按下S6抢答键,高电平通过编码二极管D8、D9加到CD4511集成芯片的1、2脚(B、C位),1、2脚为高电平,6、7脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0110”;当选手7按下S7抢答键,高电平通过编码二极管D10、D11、D12加到CD4511集成芯片的1、2、7脚(B、C、A位),1、2、7脚为高电平,6脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0111”;当选手8按下S8抢答键,高电平加到CD4511集成芯片的6脚(D位),6脚为高电平,1、2、7脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“1000”。

输入的BCD码就是键的号码,并自动地由CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。

输入输出S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 D C B A1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 00 1 1 11 0 0 0表5.1—数字编码电路功能真值表5.2设计中的译码/优先/锁存电路CD4511是一个用于驱动共阴极LED(数码管)显示器的BCD 码—七段码译码器,特点:具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。

可直接驱动LED显示器。

CD4511 是一片CMOS BCD—锁存/7 段译码/驱动器,引脚排列如图5.2.1所示。

其中A、B、C、D为BCD 码输入,A为最低位。

LT为灯测试端,加高电平时,显示器正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“8”,各笔段都被点亮,以检查显示器是否有故障。

BI为消隐功能端,低电平时使所有笔段均消隐,正常显示时,B1端应加高电平。

另外CD4511有拒绝伪码的特点,当输入数据越过十进制数9(1001)时,显示字形也自行消隐。

LE是锁存控制端,高电平时锁存,低电平时传输数据。

a~g是7 段输出,可驱动共阴LED 数码管。

另外,CD4511显示数“6”时,a段消隐;显示数“9”时,d段消隐,所以显示6、9这两个数时,字形不太美观。

5.2.1 CD4511的引脚图,如图5.2所示各引脚的名称:其中7、1、2、6分别表示BCD码的A、B、C、D位;5、4、3分别表示LE、BI、LT;13、12、11、10、9、15、14分别表示 a、b、c、d、e、f、g;上边的引脚表示输入,下边的引脚表示输出;还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。

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