电子实习报告-四位数字抢答器的设计_电子/电_工程科技_专业资料。电子实习报告四位数字抢答器的设计
长沙学院电子实习报告系(部)电子与通信工程系专 业 ( 班 级 ) 姓 学 实 起 指 习 止 导 地 日 教 名 号 点 期 师 长沙学院 2013.6.9—2013.6.16 电子信息工程教研室 一、实习的主要内容实习的内容是四位数字抢答器的设计。 该抢答器的设计要求为： （1）抢答组数为四组，输入抢答信号的控制电应接触良好， 反应灵敏。 （2）根据老师的参考电图，自己简化抢答器电原理图。 （3）抢答器控制开 关 S，由主持人控制。 （4）抢答器具有锁存与显示功能，即选手按动按钮，锁存相应的编 号，并在 LED 数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优 先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 （4）抢答器具有定时抢答功能。当 主持人启动开始键后，定时器进行计时。 （5）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答 有效，显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清除为止。 （7）应用 Multisim 仿 真软件对电进行关键元器件参数的选择、主要功能特性的仿真与电特性分析。 电功能原理分析 数字式 4 组竞赛抢答器的设计与仿真， 利用数字电知识， 用门电设计 4 位抢答器， 需要用到 74LS175、555 定时器、CD4511、74LS00、74LS20 等元件。 （1）555 定时器功能：各引脚功能： 1 脚：外接电源负端 VSS 或接地，一般情况下接地。 8 脚: 外接电源 VCC，双极型时基电 VCC 的范围是 4.5 ~ 16V，CMOS 型时基电 VCC 的范围为 3 ~ 18V。一般用 5V。 3 脚: 输出端。 4 脚：双稳态触发器复位端。 7 脚：放电开关端。 6 脚：高触发端。 2 脚：低触发端。 5 脚：控制电压端。 555 定时器是一种功能强大的模拟数字混合集成电。 555 定时器有二个比较器 A1 和 A2，有一个 RS 触发器，R 和 S 高电平有效。三极管 VT1 对清零起跟随作用，起缓冲作用。 三极管 VT2 是放电管，将对外电的元件提供放电通。比较器的输入端有一个由三个 5kW 电阻组成的分压器。555 定时器的输出端电流可以达到 200mA，因此可以直接驱动与 这个电流数值相当的负载，如继电器、扬声器、发光二极管等。（2）74ls175n 功能：U3 4 5 12 13 1 9 1D 2D 3D 4D ~CLR CLK 1Q ~1Q 2Q ~2Q 3Q ~3Q 4Q ~4Q 2 3 7 6 10 11 15 1474LS175N各引脚功能： D1-D4：输入端，输入高低电平。 Q1-Q4：输出端，输出与 d1..d4 相同的电平。 ~Q1-~Q4：输出端，输出与 d1..d4 相反的电平。 Clr：清零端，低电平有效。 Clk：时钟脉冲。 74ls175n 是一个 4D 触发器构成的编码锁存系统，其作用是将锁存器的输出为 8421BCD 码，进而送给 7 段显示译码器。无人抢答时输出为 0，有人抢答时，D 触发器将 数据送出的同时触发器脉冲，是其他人不能抢答，送出的数据经编码器成为 8421BCD 码送到七段显示器上，显示抢答选手的号码。 (3)CD4511 引脚图及功能 CD4511 具有 BCD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱能的 CMOS 电能提 供较大的拉电流。可直接驱动 LED 显示器。 用 CD4511 实现 LED 与接口方法如下图：LE：锁定控制端，当 LE=0 时，允许译码输出。 LE=1 时译码器是锁定保 持状态，译码器输出被保持在 LE=0 时的数值。 A1、A2、A3、A4、为 8421BCD 码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平 1 有效。 CD4511 的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工 作。CD4511 的工作原理 (1)锁存功能 ： 译码器的锁存电由传输门和反相器组成 , 传输门的导通或截止由控制端 LE 的电平状态。 当 LE 为“0”电平导通，TG2 截止；当 LE 为“1”电平时，TG1 截止，TG2 导通，此时有锁存作用。 （2）译码 CD4511 译码用两级或非门担任，为了简化线，先用二输入端与非门对输 入数 据 B、C 进行组合，得出 四项，然后将输入的数据 A、D 一起用或 非门译码。（3）消隐 BI 为消隐功能端，该端某一电平后， B 端输出为低电平，字形消 隐。 消隐输出 J 的电平为 J =（C+B）D+BI 如不考虑消隐 BI 项，便得 J=（B+C）D 据上式，当输入 BCD 代码从 1010---1111 时，J 端都为“1”电平，从而使 显示器中的字形消隐。输 LE BI LI X X 0 0 0 0 X 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 D X X 0 0 0 0 C X X 0 0 0 0入 B X X 0 0 1 1 A X X 0 1 0 1 a 1 0 1 0 1 1 b 1 0 1 1 1 1输 c 1 0 1 1 0 1 d 1 0 1 0 1 1 e 1 0 1 0 1 0 f 1 0 1 0 0 0出 g 1 0 0 0 1 1 显示 8 消隐 0 1 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 X1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 X0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 X0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 X0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 01 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 锁1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 00 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 01 1 1 0 1 1 0 0 0 0 01 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 04 5 6 7 8 9 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 消隐 锁存存表 3-2 CD 4511 的线 人抢答器电原理图二、实习取得的经验及收获通过本次电子线设计，使我对电子元器件、四人抢答器的工作原理及制 作有一定的感性和认识， 是我更进一步了解了电子线设计的基本原理和步 骤，掌握了数字逻辑器件的功能及其原理，也懂得了其使用方法。同时我对数字 电知识有了更深的了解， 尤其是对数字逻辑芯片的性能的使用方面的知识有了 进一步的研究。同时对 multisim7 软件的应用得到了进一步的掌握。使我对电子 元器件、 四人抢答器的工作原理及制作有一定的感性和认识， 提高了我们分 析问题与解决问题的能力，增强了工作的能力。 通过这次设计，使我深深的知道，在工作中的任何环节都不能马虎，任何一 点小小的差错都可能造成最终的失败。 这是一次很好的将理论与实践相结合的机 会！三、存在的不足及 不足：实习过程很短，有很多知识只是懵懵懂懂，不能够完全了解和获知抢 答器的知识，需要我们进一步的加强。在实习前已经有了电图，图纸并非完全 有自己设计，没能更多的融入自己的思想和想法，还是有点机械，希望下次能更 多的给我们发挥自己能力的空间。 ：希望以后多参加一些这样的实习机会，多锻炼自己的动手能力与实践 能力，更好的将理论知识应用于实践！