電子技術課程設計---八路搶答器的設計制作

1、<p><b>　　課程設計總結報告</b></p><p>　　課程名稱 電子技術課程設計 </p><p>　　設計題目 八路搶答器的設計制作 </p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程 </p><p>　　班

2、級 070834 </p><p>　　《電子技術課程設計》任務書</p><p><b>　　一、課題名稱</b></p><p>　　八路搶答器的設計制作</p><p><b>　　二、設計任務</b></p><p>　　1、搶答器同時

3、能過提供8個代表隊比賽，分別用8個按鈕SW1~SW7表示，及主持人開關SW9具有清零功能；</p><p>　　電路基本含有鎖存功能編碼顯示、信號燈提示功能；</p><p>　　設計八路搶答器的電路原理圖，并且分析電路的工作原理； </p><p>　　用Proteus的ISIS來設計一個8路搶答器電路進行仿真功能；</p><p>　　電

4、路的制作與功能實現的檢測與調試，以及簡單電路故障的判定與排除；</p><p><b>　　三、技術指標</b></p><p>　　模擬搶答并用數碼管信號燈顯示相應編號；</p><p>　　主持人開關控制搶答器的開關與清零功能。</p><p><b>　　四、設計報告</b></p>

5、;<p>　　根據要求撰寫設計報告</p><p>　　《八路搶答器設計制作》</p><p><b>　　課程設計總結報告</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、任務分析…………………………………………………………………………….</p

6、><p>　　二、設計方案…………………………………………………………………………….</p><p>　　三、電路設計…………………………………………………………………………….</p><p>　　四、焊接及調試………………………………………………………………………….</p><p>　　五、展望 .……………………………………………………

7、……………………. ……</p><p>　　六、感想 .…………………………………………………………………………. ……</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………. ………</p><p>　　元器件清單.………………………………………………………………………….……</p><p>　　成績單.

8、………………………………………………………………………….…………</p><p>　　《八路搶答器設計制作》</p><p><b>　　一、任務分析</b></p><p>　　搶答器運用于各種規(guī)模的競賽、文娛活動中的搶答環(huán)節(jié)，能過準確、公正、明了地判斷出搶答者的編號。其中主要通過語音提示，信號燈提示，數碼管的數字提示來顯示搶答結果。<

9、;/p><p>　　搶答器的種類繁多，根據不同的場合出現了不同規(guī)格的搶答器，根據不同的設計方法與不用的材料制作出來的搶答器的功能也不盡相同。</p><p>　　設計制作的方法主要是基于單片機編程來實現搶答功能，以及利用數字電路來的基本門電路來設計簡易的搶答器。本次課程設計也是基于數字電路的基本門電路來設計的八路搶答器。</p><p>　　該八路搶答器基本上要實現一下

10、幾點功能：</p><p>　　搶答器同時供8名選手或8個代表隊參加比賽；</p><p>　　電路擁有開關控制功能和數據清零功能，該開關只能由主持人控制；</p><p>　　搶答器具有鎖存功能即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，之后其他選手按鍵被禁止；</p><p>　　在鎖存的基礎上用LED等和數碼管顯示搶答者編號的顯示功能；</p

11、><p>　　根據以上功能的要求，電路的設計中應該包含編碼器、譯碼器、鎖存器，信號燈LED以及數碼管等環(huán)節(jié)，設計出搶答器的總體框架如下：</p><p>　　圖1 搶答器總框架圖</p><p>　　圖1基本上實現主持人對開關的控制與清零作用，選手搶答與鎖存并且通過顯示元件顯示搶答結果。</p><p><b>　　二、設計方案<

12、/b></p><p><b>　　芯片功能</b></p><p>　　74LS148：只按優(yōu)先級高的輸入信號編碼，優(yōu)先級低的信號則不起作用。</p><p>　　74LS279：74LS279為四個-/S 鎖存器;</p><p>　　74LS48：七段譯碼器;</p><p>　　74

13、LS138：譯碼器；</p><p>　　搶答器的主要兩個功能：一是判斷出搶答選手的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，經譯碼器譯碼并通過顯示器顯示；二是使其他選手在鎖存自后的按鍵無效。故可以選用優(yōu)先編碼器74LS148和鎖存器74LS279兩個芯片可以完成以上功能。其主要工作原理：當主持人控制開關處于“清除”位置時，鎖存器74LS279中的四個RS觸發(fā)器端為低電平，輸出端1Q-4Q全部為低電平，于是74LS48的=0

14、，顯示器滅燈； 74148的選通輸入端=0，74LS148處于工作狀態(tài)，此時鎖存電路不工作。當主持人開關撥到“開始”位置時，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時處于工作狀態(tài)，即搶答器處于等待工作狀態(tài)，等待輸入端7... 0輸入信號，當有選手將鍵按下時(如按下S5)，74LSl48的輸出=010，=0，經RS鎖存器后，CTR=l，=1，74LS279處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經74LS48譯碼后，顯示器顯示出‘5’，經74LS138譯碼后

15、相應5號發(fā)光二極管等兩。此外，CTR=1，使74LSl48的端為高電平，74LSl48處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其它按鍵的輸入。當按下的鍵松開后，74LSl48的為高電平，但由于CTR維持</p><p>　　總結以上設計方案可以列出基本的元器件：芯片74LS148、74LS138、74LS279、74LS48、彈簧開關，數碼管，放光二極管LED燈、電阻、導線等基本材料。</p><p>　

16、　根據設計方案來設計搶答器的電路圖，可以通過Protel軟件繪制電路圖和布線，用Proteus的軟件仿真功能來實現設計電路的可行性。</p><p><b>　　三、電路設計</b></p><p>　　在搶答器被選通時，基本的工作流程：搶答按鈕工作→優(yōu)先譯碼器→鎖存器→譯碼器→顯示器。</p><p>　　根據以上的工作流程和所需用的基本的元

17、件設計電路圖并利用Proteus畫出的電路原理圖：</p><p><b>　　八路搶答器電路圖</b></p><p>　　畫好電路原理圖后利用Proteus軟件畫出電路圖后還可以進行模擬仿真功能。圖中分別用SW1-SW7來表示8位搶答者,當搶答電路導通后，閉合8個開關中的任一開關，數碼管會立即顯示搶答者相應的編號，同時相應的LED燈也會亮。再反復的進行幾次模擬搶答

18、，確定無誤后可以根據電路圖進行下一步的設計。</p><p><b>　　四、焊接及調試</b></p><p>　　焊接是在設計的電路原理圖的基礎上進行排板布線，然后進行焊接。焊接所用到主要儀器有：</p><p><b>　　電烙鐵；</b></p><p><b>　　焊錫絲；<

19、;/b></p><p><b>　　電烙鐵架和松香；</b></p><p><b>　　吸錫器；</b></p><p>　　可變電壓源（5V）；</p><p>　　在焊接一些帶極性的元件（發(fā)光二極管LED）的時候要先用數字萬用表進行確認正負極。經過測量發(fā)光二極管的兩個引腳中較長的引腳為

20、正極，較短的引腳為負極。另外兩種阻值的電阻的測量方法也是用數字萬用表的歐姆檔進行測量，不一一舉例</p><p>　　LED等正負極判斷圖標如下：</p><p>　　焊接好PCB板后，利用可變電壓源調到5V電壓給電路供電，進行初步的調試，正常情況下，主持人開關清零后打到開始的位置，輸入按鍵信息后，如輸入為2號，則第二盞LED燈亮，數碼管顯示數字2。如果電路不能正常工作：</p>

21、;<p>　　如LED燈不亮：要用數字萬用表來測試極性，是否極性錯誤。</p><p>　　如數碼管不顯示數字或亂碼：管腳圖是否連接正確。</p><p>　　排除以上可能之后在根據電路圖檢查連線問題。</p><p><b>　　五、展望</b></p><p>　　此次設計的八路搶答器基本實現對搶答者的

22、編號顯示和信號燈LED的提示功能，但是針對現實生活中各種類型的搶答比賽中，此次搶答器的設計的功能還是太少，如果在原來的基礎上加上語音提示功能，當搶答者按鍵后，揚聲器能過發(fā)出短暫的鳴響提示主持人有人搶答，這對搶答器的功能是一種完善，在聽覺上也能更清楚地辨別搶答者的編號。</p><p>　　另外在比賽現場可能會出現無人搶答的情況，針對這種情況該搶答器的設計也是沒有考慮到得，應該設計一個單獨的定時電路，該電路的功能是

23、在開始搶答前就設置好此次搶答的時間限制，通過預置時間電路對計數器進行預置，選用十進制同步加/減計數器74LSl92進行設計，計數器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供。如下圖</p><p>　　設定的搶答時間到了之后加上一個由555定時器和三極管構成的報警電路，其中555構成多諧振蕩器，振蕩頻率其輸出信號經三極管推動揚聲器發(fā)出警示音，提醒主持人此次搶答時間已到。</p><p>　　加上以上的三個

24、環(huán)節(jié)，搶答器的功能基本上都具備，這樣的電路設計更加的具有創(chuàng)新性和實用性。</p><p><b>　　六、感想</b></p><p>　　通過此次為期一周的課程設計，利用書本上學過的數字電路部分的知識，運用到實際的電路設計當中去。能過充分調動自己一些在課堂上所沒有的積極性。在這一周里，完全靠自己的能力和所學有限的知識去解決八路搶答器這一課題。經過一周的實踐，所學到的

25、一些東西：</p><p>　　①、利用網絡這個信息匯集的領域，通過檢索、閱讀，提高自己閱讀文獻的本領；</p><p>　?、凇⒃诤附舆^程中對芯片工作原理的認識得到提升，把原本書本上抽象轉化為具體中去；</p><p>　?、邸⒃诓殚喰酒δ艿耐瑫r可以了解另外具有相似功能的芯片，增加對芯片認識的范圍；</p><p>　?、?、對設計電路的趣