电子系统综合设计

二0一五~二0一六学年第二学期

电子信息工程系

电子产品安装与调试实践

报告书

课程设计报告

班级电子信息工程（产业）1401

课程名称电子产品安装与调试实践

学生姓名: 赵允王超

学号: 201404135098 201404135097

指导老师: 杨贤昭

简易八路抢答器

一·设计要求

先设计一个电源，要求能够提供稳定的至少5V电压，再设计一个八路抢答器，用自己设计的电源为八路抢答器供电。要求八路抢答器能够正常工作，能进行抢答功能。

二．电路设计及原理分析

1.八路抢答器

目录

1.八路抢答器的任务和目的

2.八路抢答器的设计原理

3.八路抢答器的仿真实现

4.元器件清单

5.八路抢答器的焊接实现

6.分析，检验，调试八路抢答器的实物

摘要：分两部分完成，第一部分做一个电源，实现对八路抢答器供电，做一个八路抢答器，实现八人抢答，运用学过的数电知识，进行动手实践，主要使用74系列的芯片，完成抢答，锁存，解锁，4511驱动数码管显示，在短时间内学会使用Multisim12.0软件设计仿真电路，查找DATASHEET达到正确处理数据，分析能力，八路抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路，锁存器，译码电路将输入信号在显示器上输出。

关键词：LM317,KA337，74系列，抢答器，数码管。

1.设计任务：

设计、制作能够实现一下功能的八路抢答器：

1.输入为八个抢答开关、一个复位开关，抢答结果由LED 数码显示。

2．当无人抢答时，LED数码管应显示为0。

3．当某人抢答按下某个开关时，其输出应显示相应的抢答者的位置编号并保持锁存，且对于后续抢答者的抢答请求不予反应。

4．下一轮抢答开始时，能够通过按键实现解锁，解锁后电路恢复允许抢答状态，进行下一轮抢答。

5．系统在解锁后进行30秒倒计时，倒计时完毕不能再抢答。

设计任务分析：

1、所设计的电路必须存在抢答开关阵列才能实现抢答功能；

2、电路中必须存在能够显示抢答结果的LED数码管，该数码管在抢

答结束后，应当立即显示对应的抢答结果。抢答器复位后，该数码管显示为“0”，以表明当前状态为待抢答状态；

3、电路中必须存在锁存电路，以使抢答器在响应某个抢答请求后，对后续抢答者的抢答请求不予反应；

4、电路中必须存在编码电路，以便将抢答者的抢答信息进行编码，并供显示电路进行显示。

5、电路中必须设置一个复位按键，使抢答器复位，以便在本轮抢答结束后，能够可靠地进入下一轮抢答。

6、倒计时功能，抢答开始后开始计时，30秒到停止抢答。

2.电路原理：

抢答者序号显示电路：

1.电路作用

抢答者序号显示电路主要用于显示抢答者的序号，以便主持人能够及时了解抢答的情况。

2.电路组成

抢答者序号显示电路主要由译码驱动电路及数码显示电路组成。

在实际电路设计过程中，译码驱动电路一般可以直接使用专用数字集成电路，而数码显示电路一般使用七段LED数码管。

LED数码显示：

七段数码显示器就是将七个发光二极管（加小数点为八个）按一定的方式排列起来，七段a、b、c、d、e、f、g（小数点DP）各对应一个发光二极管，利用不同发光段的组合，显示不同的阿拉伯数字。

CD4511:

l

Vc f g a b c d e

D

编码电路：

编码电路主要用于依据抢答者的抢答情况，对其进行编码，以产生满足显示电路所需要的对应于抢答者序号的十进制编码。

组成：在实际电路设计过程中，编码电路一般可以直接使用专用数字集成电路，在本设计中主要采用74LS147作为编码电路。74LS147是DIP16封装，为10线-4线优先编码器，具备9路输入，输出为4位十进制编码。在本设计中，只需要使用8路，因此对多余的一个引脚必须进行处理，结合该芯片的真值表，对多余的引脚（10脚）进行处理。对它接电源。74LS04是DIP14封装，为6非门电路，可以实现对6路信号取反

锁存及解锁电路：

电路作用

锁存电路主要用于对抢答者的抢答信息进行锁存，以确保电路只响应一位抢答者的抢答请求。解锁电路主要用于在本轮抢答后，主持人解除本轮抢答信息，以便能够进入下一轮抢答。组成：在本设计中采用74LS373作为锁存电路。解锁电路主要对锁存器的控制端进行控制，为不影响锁存器的正常工作，需要和锁存电路共同控制锁存器的控制端（借助于或门电路实现

74LS373是DIP20封装，8路锁存器，三态输出（0，1，高阻）。

74LS30是DIP14封装，8输入与非门

74LS32是DIP14封装，4-2输入或门集成电路

开关阵列电路：

电路作用

开关阵列电路主要用于对提供抢答者抢答手段，该电路产生抢答开关信号，为锁存电路提供抢答开关信号。电路主要由开关及上拉电阻构成。

整体电路仿真及调制结果

按下s9后再按下s6

S9

再按其他开关数码管状态不变。仿真通过。 电源部分的设计：

一、提出设计方案

1、设计一个正负15V 可调直流稳压电源。

2、确定相关技术参数

最大输出电流I A I o 1max =

纹波电压峰峰值mV 5≤

稳压系数%3≤ 输出电阻Ω≤m 30

3、设计方案论证：在线性稳压器和开关稳压器中选择线性，常用的有78xx 系列和LMx17系列。在性能方面LMx17更稳定，输出电阻小于20m Ω,采用LMx17系列。LM337 的输出电压范围是 -1.2V 至 -37V ，负载电流最大为 0.4~2.2A 。它的使用非常简单，仅需两个外接电阻来设置输出电压。此外它的线性调整率和负载调整率也比标准的固定稳压器好。LM337 内置有过载保护、安全区保护等多种保护电路。通常 LM337 不需要外接电容，除非输入滤波电容到 LM337 输入端的连线超过 6 英寸（约 15 厘米）。使用输出电容能改变瞬态响应。调整端使用滤波得到比标准三端稳压器高的多的纹波抑制比。LM337 能够有许多特殊的用法。比如把调整端悬浮到一个较高的电压上，可以用来调节高达数百伏的电压，只要输入输出压差不超过 LM337 的极限就行。当然还要避免输出端短路。还可以把调整端接到一个可编程电压上，实现可编程的电源输出。为前置级音响电路、精密电路、电子制作等对电源要求实现高精度供电的电路，其内阻小，电压稳定，噪音极低，输出纹波小（输出端仅用100uf ），能有效的保证电路的高度稳定工作，提高瞬态特性和高频特性。

4、LM317引脚图如下图