数字电路与自动化课程设计报告

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1、设计题目：数字加法显示电路 目录 一 设计目的 二 设计要求 三 方案论证与比较 四 设计原理与电路图 五 硬件制作与调试 六 设计小结 七 参考书目 1 一一设计目的设计目的 1.课程设计加深了对该课程的理解，也可以培养学生查阅资料的能力，搜集与 设计有关的资料的能力。 2. 掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。 3. 熟悉数字集成电路的设计和使用方法。 4.可以熟悉仿真软件的运用，还可以掌握简单电路的焊接技术和调试。 二二设计要求设计要求 1.4 名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对 2.给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示

2、数码管灭灯）和抢 答的开始。 3.抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该 选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，封锁输入编码电路，禁止其 他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 4.抢答器具有定时（20 秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始 计时，定时显示器显示计时间，若无人抢答，计时结束时，发光二极管会亮，表 示时间到了，直到主持人再次按下按钮。参赛选手在设定时间（20 秒）内抢答有 效，抢答成功， ，定时器停止计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上 显示抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。 5.如果抢答定时

3、已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音 响持续 1 秒） ，并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示 0。 6.可用石英晶体振荡器或者 555 定时器产生频率为 1Hz的脉冲信号， 作为定时计数 器的 CP 信号。 三三方案论证与比较方案论证与比较 方案（方案（1 1） ：） ： 如图 1 所示为总体方框图。其工作原理为：通电源后，抢答器处于工作状态， 编号显示器灯灭，主持人宣布“开始” ，选手开始抢答，抢答器完成：优先判断、 编号锁存、编号显示。当一轮抢答之后，禁止二次抢答。如果再次抢答必须由主 持人操作“复位”开关。 2 图 1 电路原理框图 方案（方案（2

4、 2） ：） ： 2 2、方案的选择与论证、方案的选择与论证 比较方案（1）和方案（2） ，发现方案（1）需要元器件数量稍微多一点，但所 需元件都是比较简易，电路不是很复杂，并且所显示的效果比方案(2)要多，达到 了实验的要求。而方案(2)不能有效达到设计指标（没有声音、无数字显示） ，所 以选择方案（1） 。 四 设计原理 1. 设计原理： 2.设计方案 抢答器具有锁存、定时、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， 并且开始抢答时间的计时，同时用 LED 数码管把选手的抢答时间显示出来。而在 选手按键抢答以及

5、抢答时间计时到时的时候都有发光二级管以提醒主持人和选 手。抢答时间设定 20 秒。接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器 处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始” 状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在 定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示。当一轮抢答 之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示抢答时间。如果再次抢答必须由 主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。 五硬件制作与调试 1 设计材料：电源、开关六个、锁存器 74ls175 一个、定时器 555 一个、计数器 74ls160 两个，译码

6、器 4511BD 三个、四端输入与门 74ls21 两个、三端输入与门 74ls11 一个，两端输入与非门 74ls01 三个、共阴数码管三个、发光二级管一个。 3 2 电路板的调试： 焊接好电路后用电池等直流电源对电路板进行调试，测试一下电路是否符合要 求，如果电路调试不可以则找出原因并进行相应改正，直至电路出现预期效果。 4.电路存在问题及其改进： 问题一问题一：电路跳线很多，有些原件布局不够好看。 改进方法改进方法：在焊之前多考虑，再自己画出电路图，使得电路更加美 观。 问题二问题二：由于粗心导致漏焊。 改进方法改进方法：认真检查。 问题三问题三：由于电路跳线很多，而且用的是万用板，电路板铜片会被 焊掉。 改进方法改进方法：更加小心的焊，停留在一个地方的时间尽量不要过长，铜片掉了的， 想办法绕过，实在不行，就采取跳线。 六设计小结 1.通过这次数字电子课程设计加强了我们动手、思考解决问题的能力。在整个过 程中，我们通过自己的努力设计出了一些抢答器的原理图，但是由于考虑不周全 导致一些电路虽然实现了抢答功能，但由于原理上的不完善