数字逻辑课程设计完整报告

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。

表1 同步十进制加/减计数器74LS190N 功能表

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

CLK CTEN′LD′U′/D 工作状态

× 1 1 ×保持

××0 ×预置数

↑0 1 0 加法计数

↑0 1 1 减法计数由表知，当CTEN′=1且LD′=1时，计数器不受CLK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。

当主持人按下开关，计数器开始计数，直到有选手抢答成功，这时LD′端输入低电平，计数器开始置数变为000。

图4 计时电路

四、性能的测试

1抢答电路的测试

测试结果如图所示

图5 抢答电路测试结果（3号选手抢答）2.计时电路测试

测试结果如图所示

图6 计时电路测试结果

3.电路整体性能测试

测试结果如图所示

图7 电路整体测试结果(4号抢答成功计时为0)

五、结论

通过整体仿真测试该电路满足实验要求，可以供4名选手抢答，当主持人断开开关即时显示为0，即清零作用，闭合开关后，选手才可以抢答，第一个选手按下开关后对应发光二极管发光，同时其他选手抢答无效，若2分钟内无人抢答，主持人断开开关，计时器清零，再进行下道题。

六、性价比

本次实验所用元器件都是非常常见，价格比较便宜，电路设计比较简单，稳定性也比较高，通过这些优点设计出的电路即实现了本次实验的要求又十分具性价比，可以说本次电路设计是成功的。

七、课设体会及合理化建议

通过本次课设自己收获颇多，一方面是对我半年学数电的一次检验，把书本的知识运用到实际，另一方面锻炼自己的动手能力和进一步掌握Multisim10软件的使用。

本次课设自己付出了许多，课堂学习的知识是有限的，要想做好课设就要上网查资料和去图书馆借阅资料，通过这些方法自己学习了很多课外的知识，也对课设的要求有了更深的了解防止自己走了不少的弯路，这样更容易完成，自己很高兴可以完成自己的课设，当然一个人的力量是有限的，所以要多问问同学和老师，他们给了我很大的帮助，在这要谢谢你们。

参考文献

[1] 阎石主编. 数字电子技术. [M]北京：高等教育出版社，2006年

[2] 陈振官等编著. 新颖高效声光报警器. [M]北京：国防工业出版社，2005年

[3] 陈光明等主编．电子技术课程设计与综合实训．[M]北京：北京航空航天大学出版社，2007

[4] 年戴伏生主编．基础电子电路设计与实践．[M]北京：国防工业出版社，2002年

[5] 谭博学主编．集成电路原理与应用．[M]北京：电子工业出版社，2003年

[6] 华满清主编．电子技术实验与课程设计．[M]北京：机械工业出版社，2005年

[7] 谢自美主编．电子线路设计·实验·测试．[M]武汉：华中科技大学出版社，2006

附录I 总电路图

附录II 元器件清单