1、 电气与电子信息工程学院电气与电子信息工程学院 数字电子技术课程设计报告数字电子技术课程设计报告 设计题目：设计题目：8 8 路智力竞赛定时抢答器路智力竞赛定时抢答器 专业班级：专业班级： xxx xxx 学生姓名：学生姓名： xxx xxx 学学 号：号： xxx xxx 指导教师：指导教师： xxx xxx 设计时间：设计时间： 2013.06.172013.06.17201313.0606.28 28 8 路智力竞赛定时抢答器 一、 设计任务及要求 本课程设计的基本任务，通过指导学生循序渐进地独立完成数字电路 的设计任务， 加深学生对理论知识的理解， 有效地提高了学生的动手能力， 独立分
2、析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力。重提高学生 在数字电路应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运 用理论知识解决实际问题的能力。学生通过电路的设计、安装、调试、整 理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉 开展科学实践的程序和方法。 二、 设计的作用、目的 通过课程设计各环节的实践，应使学生达到如下 1.掌握数字逻辑电路分析和设计的基本方法 根据设计任务和指标，初选电路； 通过调查研究、设计计算，确定电路方案； 选测元器件，安装电路，独立进行试验，并通过调试改进方案； 分析课程设计结果，写出设计总结报告。 2.培养一定自学能力和独立分析问题、
3、解决问题能力 学会自己分析、找出解决问题的方法； 对设计中遇到的问题，能独立思考，查阅资料，寻找答案； 掌握一些测试电路的基本方法， 课程设计中出现一般故障， 能通过 “分 析、观察、判断、试验、再判断”的基本方法独立解决； 能对课程设计结果进行分析和评价。 3.掌握安装、布线、调试等基本技能 掌握常用的仿真软件，并能够利用仿真软件进行一定的电路调试、改 进； 掌握数字电路布线、调试的基本技巧； 巩固常用仪器的正确使用方法。 4.培养学生的实践能力 通过严格的科学训练和工程设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事 求是的科学作风，并培养学生具有一定的生产观点、经济观点、全面观 点及团结协作的精神
4、。 三、 设计过程 1、 方案设计与论证 抢答器的总体框图： 图 2-1-1 所示电路包括主体电路和扩展电路两部分。 其中主体电路完成基本 的抢答功能，即主持人按下控制开关后，当选手按动抢答键时，数码管显示选手 编号，同时封锁输入电路，其他选手抢答无效。扩展电路完成定时抢答的功能以 及报警功能。图 1 所示电路的工作过程是：接通电源后，主持人将控制开关置于 “清除”处，此时抢答器处于禁止状态，选手不能进行抢答，定时显示器显示设 定的时间（30s），当主持人将控制开关置于 “开始”时，扬声器发出声响，抢 答器处于工作状态， 同时定时器开始倒计时。 当选手在定时时间内按动抢答键时， 电路要完成以下
5、功能： （1）优先编码电路判断抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后通过译码显示 电路在数码管上显示抢答者的编号； （2）扬声器发出短暂声响； （3）控制电路对其余输入编码进行封锁，禁止其他选手进行抢答； （4）控制电路要使定时器停止工作，数码管上显示剩余的抢答时间，当选手将 问题回答完毕， 主持人操作控制开关进行系统清零， 使系统回复到禁止工作状态， 以便进行下一轮抢答。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统将报警，并封锁 输入电路，禁止选手超时后抢答。 单元单元电路设计 时间脉冲产生电路的设计 由集成电路定时器 555 与 RC 组成的多谐振荡器作为时间标准信号源。 （如 图） 计数电路的设
6、计 该电路主要是对选手抢答的时间进行限制，可根据实际情况来设定。我们设 定的有效抢答时间是 30S，且是 30 进制的减法器，这样更加具有人性化，能使 选手客观的感觉到剩余的时间是多少。我们选用的是 74LS192 芯片。（如图） 通过两片 74LS192 级联，U2 的减记数时钟输入端接时钟脉冲产生电路、U2 的进位输出端（BO）接 U1 的减记数时钟输入端。即当 U2 从 9 跳变到 0 的时候给 U1 一个有效的信号，使得其计数。 抢答电路的设计 抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的的先后，并锁存优先抢答 者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编 码 74LS148 和 RS 锁存器 74LS279 可以完成上述功能，其电路组成如图所示： R1 2X8DIP 4.7k J1 Key = A J2
