电子技术课程设计之三人抢答器.docx

三人数字抢答器 三人数字抢答器 班 级 ： 姓 名 ： 学号 ： 班 级 ： 姓 名 ： 学号 ： 指 导 老 师 ： PAGE PAGE 10 目 录 摘要 2 一、设计目的 错误!未定义书签。 二、设计任务与要求 3 三、设计电路原理 3 1、抢答输入原理 2、抢答锁存原理 3、抢答判断原理 4、抢答显示原理 四、实验电路 4 1、电路框图 2、电路连线图 五、单元电路分析 5 1、抢答输入电路 2、抢答锁存电路 3、抢答显示电路 六、实物照相 9 七、设计总结参考文献 10 参考文献 11 摘要 当代社会，有各式各样的知识竞赛，抢答器也成为了一种很常见的装置。在知识比赛中， 特别是做抢答题目的时候，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设 计一个系统来完成这个任务。因为在抢答过程中，靠视觉是 很难判断出哪组先答题。对设计要求认真分析后，又考虑到自己动手焊板子的能力不是很强，就选择了三人智能抢答器的 精简装置来进行设计，即仅通过 LED 显示灯来判别是哪一个参赛者抢答成功。本次设计将主体电路分为了抢答按钮、抢答锁存、抢答显示三个部分。抢答输入部分由三个抢答按钮和一 个清零复位按钮组成；抢答锁存电路由与非门和JK 触发器组成；抢答显示电路由三个发光二级管组成。该设计仅用四块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比， 有结构简单、成本低、制作方便、实用可靠、成本极低的优点。本文详细 介绍了抢答器的 设计方案和功能，并对电路原理进行了一定的分析。另外通过仿真和调 试过程， 让自己对所学知识得到进一步的理解， 同时阐释了该设计存在的一些不足之处。 关键词：抢答 锁存 LED 芯片 课程设计的题目：三人数字抢答器一、设计目的 学习数字电路中基本逻辑门，JK 触发器，译码显示等单元的综合应用； 2、学习抢答器的调试方法。 二、设计任务与要求 1、抢答器同时供 3 名选手或 3 个代表队比赛，分别用 4 个按钮 PB_DPST，其中包括三个抢答和一个系统清除和抢答控制开关 J4，该开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即当选手按动按钮时，锁存相应的编号，并在 LED 显示灯上显示，同时同时其他选手的抢答。选按钮被锁住，按动无效。抢答实行优先锁存，优先抢答的选手，编号一直保持到主持人将系统清除为止。 三、设计电路原理 1、逻辑判断电路：由与非门和 JK 触发器构成，属于低电压直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。 2、系统复位原理：当按钮J4 动作，三个JK 触发器的置一端（1PR)得到一个低电平，JK 触发器置 1，所有的发光二级管关断，系统复位。 3、抢答判断原理：当J1 、J2 、J3、为三个抢答器的按钮，任意一个动作时，相对应的四输入与非门有高低电平的跳变过程，对应的JK 触发器得到一个触发脉冲，因J=K=1，则 JK 触发器的状态翻转，由 1 变成 0，对应的发光二级管点亮；同时，对应jk 触发器的输出反馈到另外的两个与非门的输入端，封锁其状态，则其余两个按钮动作无效。 4、显示原理：当JK 触发器输出为 0 时，使LED 指示灯导通点亮。 四、实验电路 1、基本结构电路框图，如图 1 所示：发光二级管显示电路 1、基本结构电路框图，如图 1 所示： 发光二级管显示电路 声音提示电路 逻辑判断电路 抢答输入电路 组合逻辑编码电路 译码显示电路 图 4.1 抢答器基本结构示意图 图 4.2 经过对设计任务与要求的分析，抢答器由抢答输入、逻辑判断、发光二级管提示、显示编码、译码显示电路等五部分构成。 总逻辑电路图，如图 2 所示： 由四个按钮组成，J1、J2、J3 为三路抢答按钮，J4 为清零复位按钮。所有开关均为如图所示的按钮开关，无保持功能 由四个按钮组成，J1、J2、J3 为三路抢答按钮， J4 为清零复位按钮。所有开关均为如图所示的 按钮开关，无保持功能！ 图 5.1 2、抢答锁存电路 和双 JK 触发器 74LS112 组成。 ①、其中 74LS20 的引脚及内部逻辑功 能如图 3 所示： 图 5.2 74ls20 引脚图 1、抢答输入电路 抢答锁存电路由四输入与非门 74LS20 74LS20 逻辑功能仿真如下： 图 5.3 74LS20 逻辑测试原理图 利用 MULTISIM的逻辑转换仪可得 74LS20 的真值表和最简与——或表达式如下： 图 5.4 真值表 图 5.5图 图 5.5 图 5.6 其内部结构图（图 5.5）和引脚图（图 5.6）如下图所示： 为了弄清楚 74LS112 在整体电路中的逻辑功能，我进行了 74LS112 的逻辑功能仿真，其中接入了 MULTISIM 的逻辑分析仪进行了逻辑功能的波形仿真，整体电路如下图 6 所示，当 JK 取