小型电子产品开发设计报告

湖南工业职业技术学院

项目制作报告书

项目名称：简易抢答器的设计组装与调试

系别电气工程系

专业班级电信S2009-2班

学生姓名易延烽

学号16

项目指导老师徐小鹏

电子邮箱****************

联系Q Q 571040889

2011-9-18

简易抢答器的组装与调试

摘要

抢答器很广泛的应用于电视台丶商业机构及学校,为竞赛添加了刺激性丶娱乐性,从一定程度上丰富了人们的业余生活。本文介绍的是一种采用数字技术设计，利用74LS373—8D锁存器和两个四入与非门为主，通过按键能使四个队同时参与抢答的四路简易抢答器。它由4个按键丶4个数码管丶9012丶74LS373及2个四入与非门等组成，由于按下键给8D锁存器电平信号，来控制三极管的工作然而实现数码管显示相应的按键序号，如进入下一轮抢答则通过复位电路实现。它的结构简单，操作灵活丶抢答方便适用于多种场合，并且给人的视觉效果明显。

关键字：74LS373丶数码管丶与非门丶按键丶9012。

一丶总体方案设计

1丶设计要求

为了实现好四路简易抢答器的设计与制作，对总体设计作出如下要求：

（1）丶输入电源：VCC直流+5V；

（2）丶产品能通过复位键对系统进行复位，准备开始抢答；

（3）丶能通过S1~S4进行抢答，并且相应的数码管显示相应的号码；（4）丶一旦S1~S4有一路抢答成功，输出被锁存，直到按下复位键对系统进行复位，才能开始下一轮抢答。

2丶设计思路和说明

1丶总设计原理图

2丶电路工作原理

当三态允许控制端OE 为低电平时，Q1~Q8 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE为高电平时，Q1~Q8 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 G 为高电平时,Q 随数据 D 而变。当 G 为低电平时，Q 被锁存在已建立的数据电平。引出端符号： D0～D7 数据输入端OE 三态允许控制端（低电平有效） G 锁存允许端

Q1~Q8 输出端

电路未开始工作时如上图状态;按键后才能工作,当按下

S1,VCC和地接通此时D1输入为低电平,OE为低G为高,Q1输出低电平,其他Q2~Q3保持原高电平状态,然后经过2个四入与非门,使Q1的状态通过G变为低电平,Q1低电平输出被锁存,此时三极管PNP的9012导通使得S1对应的数码管显示相应的数字,同理按下S2或S3,S4工作原理一样,最后通过复位键给OE高电平,Q0~Q7呈高阻态使原来的数码管灭,然而实现下一轮的抢答。

二丶芯片介绍

1丶74LS373的原理图介绍及工作方式

当三态允许控制端 OE 为低电平时，O0~O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当 OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。

当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。D0～D7 数据输入

端 ,OE 三态允许控制端（低电平有效） ,G 锁存允许端 ,Q1~Q8 输出端。

2丶74LS20的介绍

74LS20（使用电压5±0.3V)或74HC20(使用电压2-6V），逻辑关系一样，都是4输入的含有2套与非门的IC，其中7脚地，14脚电源正，1，2，4，5是其中1套的输入端，6是其输出端，9，10，12，13是另1套输入端，8是其输出端，3，11脚没有使用。

三丶组装与调试

根据装配图安装印制电路板，印制电路板组件符IPC-A-610D 印制板组件可接受性标准的二级产品等级可接收条件。装配完成后，通电测试，利用提供的仪表测试本电路。

1丶元器件清单:

74LS373: 1个, 74LS20 : 1个; 复位开关:K1 ;

电阻：R2~R9：1K ，R10~R13：510; 数码管:4个;

三极管9012:4个; 开关:S1~S4(4个); VCC电源。

2丶组装工艺与调试:

根据设计好的电路图，选取所需要的（相关参数合适的）元器件进行电路板实际焊接操作，并制作出能完成设计要求的产品，进行连接调试。

1丶线路连接：

连接时，要求按键开关排列整齐，电阻色环一致、高度一致，发光二极管排列顺序与按键一致，布局整齐、插线美观。在使用中器件时，必须正确识别IC的引脚，注意：IC芯片电源的正、负端连接是否正确；电源连线是否反接；电路板各管脚之间是否短路。待检查无误后方才通电。另外焊接时要分清三极管的各脚极性，确保三极管安装正确。

2丶产品调试及维护

（1）通电后，分别按下S1、S2、S3、S4各键，观察对应指示灯是否点亮。

（2）当某一指示灯点亮时，再按其他键，观察其他指示灯的变化。（3）在进行（1）、（2）操作步骤时，分别测试IC芯片输入、输出管脚的电平变化。

（4）调试注意事项及故障排查，调试时若发现无法实现相应的功能，应用万用表（直流电压20V）按从输入到输出的顺序测试各个芯片管脚的电平状态。

四、设计制作总结：

在四路抢答器的设计制作中，让我学到系统的思维方式，从整体到部分再从不分到整体，都是一个相互衔接的过程。要想设计出好的产品，首先必须实现该设计的各个子电路功能然后在模块化组成一个整体。

在实验的过程中，所选用电子元器件不一定都是完好的，每一个电子元器件都得经过仔细的检测，确保各部分功能完好；然后通过连接将各部分按电路图连接成完整的抢答器电路，经过检测，连接无误，最终实现抢答器的功能。