四人抢答器的制作
项目九 四人抢答器制作
→封锁CP→锁定Si →显示Si编号
CB7555构成多谐振荡器,产生1.1kHz矩形波
任务3 四人抢答器制作
实训操作1 元器件选择与识别
任务3 四人抢答器制作
1.555时基电路
555时基电路外形
IC5:555时基电路引脚图
任务3 四人抢答器制作
2.印刷电路板图
任务3 四人抢答器制作
任务3 四人抢答器制作
第
14
页
EXIT
2、触发器是一种 A C 单稳态电路 双稳态电路
(
)。
× √
B D
无稳态电路 三稳态电路
× ×
分析提示
触发器在无外部信号作用时,可保持 Q = 0 或 Q = 1状态不变, 即 2 个稳定的状态。
第
15
页
EXIT
3、用与非门构成的基本RS触发器处于置 1 状态时,其输入信号
R、S 应为 A
C
(
)。
R S 00
× √
B D
R S 01 R S 11
× ×
R S 10
分析提示
_
Q & & Q
0 输入有效; R 为置 0 输入端 ,R 0、 S 1 时,使
_
_
S
R
Q n 1 0; S 为置 1 输入端 ,S 0、 R 1 时,使
Qn 1 1 。
与非门构成的 基本RS触发器
任务2 集成触发器功能测试
做一做 测试JK触发器逻辑功能
1.异步控制端测试 连接测试电路
输入端接逻辑开关、输出端接指示灯
任务2 集成触发器功能测试
2.逻辑功能测试
JK触发器逻辑功能测试表 RD 0 1 0 SD 1 0 0 J × × 0 K × × 0 Q
四人抢答器工作原理
四人抢答器工作原理
四人抢答器的工作原理是通过电路和信号处理器实现的。
系统由一个中央控制器和多个个体控制器组成。
中央控制器负责控制整个系统的运作,个体控制器则用于每个参与者的抢答器。
当主持人发起一个问题时,中央控制器会发送一个信号给所有个体控制器。
每个个体控制器都会接收到该信号,并显示一个可按压的按钮。
参与者可以按下按钮以回答问题。
中央控制器会实时监测所有个体控制器的信号,一旦有任何一个按钮被按下,中央控制器会立即停止发送信号,锁定该参与者的抢答器,并记录其回答的顺序和结果。
此外,为了防止其他参与者的干扰,个体控制器在按钮被按下后还会向中央控制器发送一个信号,以通知其它按钮已被按下。
中央控制器在接收到该信号后,在接下来的一段时间内将禁止其他按钮的按压,从而避免多人同时回答问题。
整个系统基于先到先得的原则,即第一个按下按钮的参与者会被优先考虑。
这样可以确保公平竞争,同时记录每个参与者的回答顺序,以便在需要时进行计分和评判。
通过这种工作原理,四人抢答器可以提供快速、公平的抢答功能,使得多人竞争回答问题的过程更加有秩序和可管理。
4人抢答器设计
抢答器设计电路目录1设计介绍 (3)1.1 设计任务 (3)1.2 设计要求 (3)2系统方案的选择及系统方框图 (3)2.1 系统方案的选择 (3)2.2 系统方框图 (4)3电路具体设计 (5)3.1 555定时器构成的多谐振荡器 (5)3.2 D触发器抢答部分电路 (6)3.3 抢答组别显示功能 (6)3.4 总体设计电路 (7)4 系统单元电路测试 (7)4.1 测试555定时器电路 (7)4.2 D触发器抢答部分电路 (8)4.3 抢答组别显示功能 (9)4.4 其他单元电路的测试 (10)5设计体会 (13)附录 1 元器件清单 (14)1设计介绍1.1 设计任务设计制作一个可容纳四组参赛的数字式抢答器。
1.2 设计要求①提供四个抢答按钮,供抢答者使用;②电路具有第一抢答信号的鉴别功能,即在主持人将系统复位并发出抢答指令后,若有参赛者按抢答开关,则提醒主持人(音频提示或信号灯亮),同时显示出抢答者的组别;③电路具有锁存功能,当第一个抢答信号发出后,其它抢答按钮开关无法再发出抢答信号;④电路具有抢答问题的时间控制功能,即要求抢答操作的时间<10s (显示0-9),时间显示采用倒计时方式,在规定时间内若有人抢答,则停止计时。
2系统方案的选择及系统方框图2.1 系统方案的选择方案一、采用74LS175构成四路抢答器,555定时器接成多谐振荡电路,提供脉冲信号,74LS148与 74LS48译码器接到七段显示数码管显示出选手编号,74LS192设计成倒计时与计分部分电路。
方案二、用组合逻辑器件CD4511 构成四路抢答器。
CD4511 实现优先抢答的锁存、编号进直接把锁存器的输出转化8421BCD码,数码管显示先抢答者的编号,同时四路抢答器发出响声;主持人通过“复位”按钮清除数码管的显示和停止响声。
结论:通过比较可以得,方案一更可行,相对来说,74系列芯片在Protues仿真软件中能够找到,且现实中比较容易购买。
项目10制作四人抢答器
项目10制作四人抢答器
抢答器原理图
项目10制作四人抢答器
•任务要求
•1.元器件识别与检测:对照元件清单清点并检
测所给元件
•2.按原理图要求在电路板上布局
•3.按原理图进行线路连接 •4.通电测试
项目10制作四人抢答器
•一、组合逻辑电路的特 • 项目小结
点 •任何时刻输出的状态直接由当时的输入状态所决定,而
•输入信号时刻决定着输出状态。
•▶逻辑符号
•与非 门
•(3)优缺点
•Q Q •SRDD
•或非门
••结构简单。 ••输入信号存在约束。 ••电路每时每刻都接收输入信号。
•状态不 定
•Q Q •RD SD
项目10制作四人抢答器
• 2.同步RS触发器
•(1)电路结构
••10
•Q
••01
•Q••01
•01
与电路的原状态无关,不具备记忆功能
•二、组合逻辑电路的分析步骤
•由逻辑电路图写出逻辑表达式化简
列出真值表
由真值表分析电路的逻辑功能并加以说明
•三、组合逻辑电路的设计步骤
•根据实际问题确定输入输出变量
列出相应的真值表
由真值表列出逻辑表达式 化简逻辑表达式 根据化简
得到的最简表达式按要求画出相应逻辑电路。
•基本
•结 构
R•同S 步 R•主S 从型
。
•边沿型
项目10制作四人抢答器
1.基本RS触发器
•(1)电路结构 ••两输入端RD、SD,两互补输出端Q、Q。 ••两与非门交叉耦合而成。
•10 •10•Q
•& ••101
••01 •Q••101
四人抢答器实验报告
四人抢答器实验报告实验目的,通过自制四人抢答器,测试参与者在不同条件下的反应速度和准确性。
实验材料,Arduino开发板、按钮开关、LED灯、蜂鸣器、导线、面包板、电阻等。
实验步骤:1. 搭建四人抢答器的电路。
首先,将Arduino开发板连接到面包板上,然后连接四个按钮开关、LED灯和蜂鸣器,确保每个元件都能正常工作。
2. 编写程序。
利用Arduino开发板的编程软件,编写四人抢答器的程序,使其能够实现按下按钮后,LED灯亮起并发出声音。
3. 进行实验。
邀请四名参与者进行实验,他们坐在四个按钮开关旁,准备好后,进行实验。
实验分为两个阶段:a. 第一阶段,正常情况下的抢答。
主持人随机出题,参与者按下按钮进行抢答,抢答正确者LED灯亮起并发出声音,同时记录下抢答的时间。
b. 第二阶段,加入干扰因素。
在第二阶段,我们在参与者抢答时加入一些干扰因素,比如在LED灯亮起后再亮起其他LED灯或者发出噪音等,测试参与者在干扰情况下的反应能力。
实验结果分析:通过实验,我们得出了一些结论:1. 在正常情况下,参与者的反应速度和准确性较高,大部分人能够快速按下按钮进行抢答,并且抢答正确率较高。
2. 在加入干扰因素后,参与者的反应速度和准确性明显下降,部分人甚至出现了按错按钮的情况,说明干扰因素对参与者的抢答能力产生了一定的影响。
结论:通过本次实验,我们验证了四人抢答器在测试参与者反应能力方面的有效性。
参与者在正常情况下表现出较高的反应速度和准确性,但在加入干扰因素后,反应能力明显下降。
因此,在实际应用中,需要考虑到干扰因素对测试结果的影响,以保证测试结果的准确性。
总结:本次实验不仅验证了四人抢答器的可行性,也对参与者在不同条件下的反应能力进行了测试。
通过本次实验,我们对抢答器的制作和使用有了更深入的了解,也为进一步研究参与者的反应能力提供了有益的参考。
以上就是本次四人抢答器实验的报告内容,谢谢阅读。
项目九 四人抢答器制作ppt课件
S1 Q3 G3
Q4 R1 G4
S
10 CP
R
★ CP = 1 时,G3、G4
解除封锁,将输入信号 R 和 S 取非后送至基本 RS 触发器的输入端。
增加了由时钟 CP 控制的门 G3、G4
2. 逻辑功能与逻辑符号
Q
Q
G1
Q3 G3
G2 Q4
G4
S
CP
R
RS功能
R S Qn+1 0 0 Qn 0 1 1 R、S 信号高电 1 0 0 平有效 1 1 不定
Q
做一做 画基本RS触发器波形
与非门构成基本RS触发器输入信号如图所示,试分别 画出 Q与 Q端波形图。
练一练
1、能够存储 0、1 二进制信息的器件是
。
A TTL门
×
B
CMOS门
C 触发器
√
D 译码器
()
× ×
分析提示
触发器利用正反馈实现无外部信号作用时保持0或1状态不变, 即存储 0、1 二进制信息。
2. 工作原理及逻辑功能
Q0
触发器被置 0 1 Q
工作原理
G1 11
1 SD
输入
RD
SD
0
0
0
1
1
0
1
1
输出
Q
Q
0
1
G2
RD 0 功能说明
触发器置 0
2.工作原理及逻辑功能
Q1
触发器被置 1 0 Q
G1
0 SD
输入
RD
SD
0
0
0
1
1
0
1
1
输出
Q
Q
4人智力竞赛抢答器设计
4人智力竞赛抢答器设计(2009-12-13 15:42:40)转载标签:智力竞赛锁存器倒计时选手计数器it 分类:数字电路课题4人智力竞赛抢答器一、设计内容及要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器,具体要求如下: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应,也分别为1,2,3,4。
2、给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零(编号显示、数码管熄灭)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,并在编号显示器上显示该编号,扬声器给出音响提示,同时封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。
优先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(9秒)抢答的功能。
当主持人按下开始按钮后,要求定时器开始倒计时,并用定时显示器显示倒计时时间,同时扬声器发出音响,音响持续0.5秒。
参赛选手在设定时间(9秒)内抢答有效,此时扬声器发出0.5秒音响,同时定时器停止倒计时,显示器上显示选手的编号,定时显示器上显示剩余抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。
5、如果定时抢答时间已到,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0.5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。
二、系统原理框图三、工作原理电路由脉冲产生电路,锁存电路,编码及译码显示电路,倒计时电路和音响产生电路组成。
当有选手抢答时,首先锁存,阻止其他选手抢答,然后编码,再经4线7段译码器将数字显示在显示器上,同时产生相应的音响效果。
主持人按开始键时,倒计时电路启动由9计到0,如有选手抢答,倒计时停止。
四、单元电路设计参数计算及元器件选择1. 编码电路编码器的作用是把锁存器的输出转化成8421BCD码,送给7段显示译码器。
其真值表为:2. 锁存器电路该电路的作用是捕捉按键按下的阶跃信号并锁存。
电路如下图所示:3. 倒计时显示电路该电路使用十进制计数器74LS190,主持人宣布开始时,按下按钮,同时使计数器置数为“9”,在脉冲作用下开始倒计时并在显示器上显示,直到零时停止。
数电四人抢答器实验报告
数电四人抢答器实验报告一、引言数电实验是电子信息类专业中非常重要的实践环节之一。
在这个实验中,我们将设计一个四人抢答器,用以提高学生的学习兴趣和积极性。
本实验报告将详细介绍实验设备、实验原理、实验过程、实验结果和实验结论。
二、实验设备为完成这个实验,我们需要的设备如下: 1. 电路板:用于搭建电路。
2. 电路元件:包括逻辑门、继电器、按键等。
3. 电源:提供电路运行所需的电力。
4. 显示器:用于显示抢答的结果。
5. 电子元器件:如电阻、电容等。
三、实验原理1. 抢答器电路设计原理抢答器是由逻辑门、继电器和按键构成的。
逻辑门用于控制继电器的开关,按键用于触发抢答动作。
当按键按下时,逻辑门输出一个信号,控制继电器的闭合动作,再通过继电器控制显示器的亮灭,实现抢答结果的显示。
2. 抢答器工作原理抢答器工作原理如下: 1. 初始状态下,逻辑门输出低电平,继电器处于断路状态,显示器关闭; 2. 当一个人按下按键时,逻辑门输入高电平,逻辑门输出高电平,继电器闭合,显示器亮起; 3. 当有人抢答成功后,其他人按下按键均不会触发抢答动作,显示器继续保持亮起状态; 4. 当抢答成功者释放按键后,逻辑门输入电平变为低电平,逻辑门输出低电平,继电器断路,显示器关闭。
四、实验过程1. 硬件搭建根据实验原理,我们开始搭建实验所需的电路。
首先,我们在电路板上连接逻辑门、继电器和按键。
此外,还需要连接电源和显示器。
2. 电路测试在搭建完电路后,我们进行了电路测试。
通过按下按键,观察继电器和显示器的状态变化,验证电路的正确性。
如果测试结果不符合预期,我们会检查电路连接和元件的质量,确保没有问题。
3. 实验操作完成电路测试后,我们开始进行实验操作。
实验操作包括以下步骤: 1. 将抢答器电路连接到计算机,并打开电源; 2. 按下按键,观察显示器的状态变化; 3. 释放按键,再次观察显示器的状态变化; 4. 复位电路,准备下一轮实验。
四人抢答器电路图原理说明
1、工作原理如下:
通过真值表(一)可看出要使得LS175工作,必须给第九脚(CLK)一个上升沿电平,第一脚(CLK)高电平时才能使它正常工作.它的内部是由四个门电路组成,D1输入为高电平时,Q1输出为高电平,Q'1为低电平,D2,D3,D4,也是一样如此.当主持按下时电源开关S7时,抢答开始,当没有人抢答时,Q1,Q2,Q3,Q4都为低电平,Q'1,Q'2,Q'3,Q'4都为高电平;假如最先抢答的人是二号选手,相应的开关S2按下,D2就为高电平,Q2也转换为高电平了,使得三极管Q2导通,数码管点亮显示出二号,表示二号最先抢答;同时二极管D2导通,三极管Q1导通使蜂鸣器报警,也同时使三极管Q5的基极为高电平,导致Q5截止,从而555芯片停止工作.LS175第九脚变为低电平,而使得74LS175保持现有的状态;这时第二个人按下开关时也不会改变LS175的输出状态.直至主持人按下复位键S5时,重新抢答开始.
四人抢答器实验报告
四人抢答器实验报告实验报告:四人抢答器一、实验概述本实验通过制作一个简单的四人抢答器来研究电子电路的设计及实现。
四人抢答器可以用于各种有关答题,问答等活动中,通过对接线和元器件的正确连接,实现四人同时答题,快速抢答的功能。
二、实验原理四人抢答器的设计原理非常简单,由主控电路和四个分控电路组成。
主控电路通过运放和3.9V稳压器实现信号的放大和稳定输出,同时提供驱动信号。
四个分控电路通过联锁开关控制按键和LED的亮灭,当按键被按下后,会快速输出信号,并点亮相应的LED。
三、实验过程1.设计及制作电路板根据实验需求,设计并制作了一个简单的电路板。
在电路板上布局了主控电路和四个分控电路。
电路板上还分别接上了用于联锁控制的开关和四个用于控制LED亮灭的按键。
2.元器件的安装在制作好的电路板上,依据电路说明,将需要的元器件逐一安装到电路板上,包括电容器、电阻、集成电路等元器件,并进行测试。
3.调试测试按照电路图所示,正确连接接线,检查电源是否正确并插入,并接通电源。
逐个测试四个分控电路的功能,确保每个LED可以正常亮灭,并且每个分控电路可以通过联锁开关进行控制,同时主控电路可以正确地识别四个分控电路的输入。
四、实验结果实验结果表明,本次设计的四人抢答器可以快速准确的响应四个按键,同时点亮相应的LED灯。
实验过程中没有出现短路、过压、过流等问题,电路板制作和元器件安装没有任何质量问题。
五、实验总结通过此次实验,我们学习了如何制作一个简单且实用的四人抢答器。
我们也学习了一些基本的电子电路知识,例如稳压器、运放、电容器、电阻等,这些知识可以帮助我们更好地理解电子电路的设计与实现。
在实验中,我们也学会了如何正确运用元器件,按照电路图进行正确的接线和测试,这些对于我们未来的电子电路设计和调试都具有重要意义。
四人抢答器的制作与测试
四人抢答器的制作与测试一时间举手。
你能分清是哪位同学最先举手的吗?任务单击此处添加标题起点111当按下S0时,各JK触发器被清0,Q =1, VL均熄灭。
00001111输出信号经门电路反馈至JK触发器输入端,J=K=Q1·Q2·Q3·Q4 =1,JK触发器处于待翻转状态。
这时抢答器进入工作状态。
1111111111111JK触发器构成的四人抢答器原理图JK触发器构成的四人抢答器原理图若按下抢答按钮S1,CP下降沿触发使JK触发器翻转,输出Q1 =0, VL1被点亮。
0000000000这时输出信号反馈至JK触发器的输入端,J=K=Q1·Q2·Q3·Q4=0,各JK触发器处于保持状态,VL2~VL4均保持熄灭。
若有其他抢答按钮按下,JK触发器因均处于保持状态不发生翻转,实现了抢答功能。
JK触发器构成的四人抢答器原理图再次按下S0,各JK触发器被清零,Q=1,VL均熄灭,可进入第二轮抢答。
起点111绘制布线图元器件检查与成型(1)(2)手工焊接(4)元器件插装(3)电路检查(5)2.安装电路操作过程(1)绘制布线图(3)元器件插装(5)电路检查(2)元器件检查与成型(4)手工焊接起点111(1)检查电路连线无误后,V CC端接通+5V电源。
(2)按下清零开关S0后,所有指示灯灭。
(3)选择开关S1按下,与之对应的指示灯(VL1)被点亮,此时再按其他开关均无效。
(4)按下开关S0,所有指示灯应全部熄灭。
(5)重复步骤(3)和(4),依次检查各指示灯是否被点亮。
起点1.分析电路功能(1)清零:按下S0(2)抢答: 按下S1~S42.安装电路(1)绘制布线图(2)元器件检查与成型四人抢答器的制作与测试111(3)元器件插装(4)手工焊接(5)电路检查3.测试电路功能谢谢!。
PLC的四人抢答器
一.四人抢答器的梯形图
I/O的地址分配:输入点I:抢答人员甲X1;
抢答人员乙X2;
抢答人员丙X3;
抢答人员丁X4;
主持人X0;
输出点O(指输出的结果):第一种结果Y1;
第二种结果Y2;
第三种结果Y3;
第四种结果Y4;
第五种结果Y5;
第六种结果Y6;
第七种结果Y7;
二四人抢答器的运作原理
.当抢答人员甲按下X1时R1线圈带电,中间继电器常开触点R1自锁,线圈Y1带电,常开触点R2、R3、R4闭合常闭的触点断开,此时第一个按下抢答按钮的人所对应得指示灯会亮起来其他抢答者的灯都不亮,下一题抢答开始前,主持人按下复位按钮X0即可。
对于抢答人员乙、丙、丁的运作和甲一样操作即可。
(Y1..........Y7表示的是不同抢答人员按下抢答按钮的结果即是各自身边的指示灯)。
四人抢答器电路设计
四人抢答器电路设计一、引言四人抢答器是一种常见的电子竞赛设备,通常由一个主控器和四个答题器组成。
主控器用于控制整个系统的运行,而答题器用于参赛者进行答题操作。
本文将介绍四人抢答器的电路设计方案。
二、主控器设计1. 电源电路设计主控器需要稳定可靠的电源供电,我们可以采用一个直流电源适配器或者电池组来为主控器供电。
电源电路设计需要包括整流、滤波和稳压等环节,以确保主控电路的工作稳定。
2. 控制电路设计控制电路是主控器的核心部分,它负责接收答题器的信号并进行处理。
我们可以使用单片机或者可编程逻辑器件(FPGA)来实现控制功能。
控制电路需要设计合适的接口电路以与答题器进行通信,并且需要具备较强的抗干扰能力。
3. 显示电路设计主控器需要通过显示器来显示比赛过程和成绩等信息。
显示电路设计需要考虑显示效果和显示内容的处理方式。
常见的显示器有数码管显示器和液晶显示器,我们可以根据需求选择合适的显示器类型。
三、答题器设计1. 电源电路设计答题器也需要稳定可靠的电源供电,与主控器相同,我们可以选择直流电源适配器或者电池组来为答题器供电。
电源电路设计需要考虑到答题器的功耗和电池寿命等因素。
2. 按键电路设计答题器的按键电路需要设计合适的按键接口和按键触发方式。
我们可以使用机械按键或者触摸按键来实现答题功能。
按键电路需要考虑到按键的灵敏度和可靠性,以确保参赛者可以准确、迅速地进行答题操作。
3. 信号传输电路设计答题器需要将答题信号传输给主控器,传输电路设计需要考虑到信号的传输距离和传输速率等因素。
我们可以使用串口、蓝牙或者无线射频等方式来实现信号传输。
4. 指示灯电路设计答题器的指示灯是为了显示参赛者答题操作的结果,指示灯电路设计需要考虑到指示灯的亮度和触发方式。
常见的指示灯有LED灯和LCD显示屏,我们可以根据需求选择合适的指示灯类型。
四、系统集成与调试1. 电路原理图设计根据主控器和答题器的设计方案,我们可以绘制出电路原理图。
EDA课程设计--四人智力竞赛计数抢答器
显示程序需要实现倒计时功能,倒 计时结束后,抢答器停止工作,并 显示得分。
声音报警程序
功能:当抢答器检测到有人抢答时,发出声音报警 设计思路:使用声音播放模块,当检测到有人抢答时,播放报警声音 实现方法:使用Python的pygame库,实现声音播放功能 注意事项:确保声音报警声音足够响亮,能够引起注意,同时避免声音过大导致干扰其他设备
兼容性测试:验证计数抢答器 在不同硬件和软件环境下的兼
容性
用户体验测试:评估用户界面 和操作流程的友好性和易用性
测试结果分析
测试环境:实 验室环境
测试设备:四 人智力竞赛计
数抢答器
测试方法:手 动测试和自动
测试
测试结果:抢 答器功能正常, 计数准确,响
应速度快
改进与优化
硬件优化方案
采用模块化设计,提高系统的稳定性和可维护性 优化电路布局,减少电磁干扰和信号损失 选用低功耗、高可靠性的元器件,降低系统功耗和故障率 增加散热措施,提高系统的散热效率和稳定性
软件调试
调试工具:使用调试器进行代 码调试
调试方法:单步调试、断点调 试、条件调试等
调试技巧:观察变量值、查看 堆栈信息、分析错误日志等
调试目标:发现并修复软件中 的错误和漏洞,提高软件稳定 性和性能。
整体测试
性能测试:测试计数抢答器 的响应速度和稳定性
功能测试:验证计数抢答器 的基本功能是否正常
的编号。
如果有多个参赛者同时按下按 钮,抢答器会显示错误信息,
重新开始计时。
抢答器的应用场景
学校课堂:用于课堂问答、知识竞 赛等活动
综艺节目:用于电视节目、网络直 播等活动
添加标题
添加标题
添加标题
实验三触发器的应用(四人抢答器)
实验三触发器的应用(四人抢答器)一、实验目的:1.深入了解4D触发器74175、与非门7400、7420以及CP时钟脉冲等单元电路在数字电路中的综合应用。
2.通过实验,弄清抢答器的工作原理,了解数字电路在生活中的应用。
3. 通过实际操作,锻炼、加强自身的动手能力。
熟悉同步计数器的功能及应用特点;4.掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法。
二、实验仪器、设备、元器件:1.数字逻辑电路实验仪1台2. 元器件:74LS1175 74LS7420 74LS00(CC4011)导线若干3. 示波器和万用表三、实验原理:1.掌握利用74LS175及门电路构成四人抢答器的方法。
2.预习中规模集成电路计数器74LS175的逻辑功能及使用方法。
3.复习实现触发器的使用方法。
四、实验内容和步骤:1. 电路原理图如图1所示图3.1 74LS175构成抢答器原理图实验用4个D触发器实现(74175为4D触发器,本实验只用其中两个,将与非门7420、7400和74175按线路连接起来按照要求画出电路图如下图3.1所示(标出图中的接线孔数字),所用到的逻辑门如下图2所示功能说明:1.抢答器功能实现说明:由图1可看出,此功能通过触发器反码输出端封闭其他人的抢答,如:当LA灯亮时,QA(反)为0,通过与门使DB的输入为0,则QB的输出为0,所以LB灯不会亮。
同理,当LB灯己亮时,也会通过QB的反码输出端封锁KA的抢答行为。
2. 74175功能说明:74175为4D触发器且具有异步清0功能,在本实验中,只用到其中的4个。
实验中,通过KA,KB,Kc,KD4开关与DA,DB,DC,DD相连实现四人开关抢答。
3.7400功能说明:7400为14引脚的二输入4与非门,每个与非门有两个输入端。
图2中4个与非门就是由7400实现的。
4、7420 为14引脚的四输入2与非门图10-2 74LS175 00逻辑符号及引脚排列功能说明:1.抢答器功能实现说明:由图1可看出,此功能通过触发器反码输出端封闭其他人的抢答,如:当LA灯亮时,QA(反)为0,通过与门使DB的输入为0,则QB的输出为0,所以LB灯不会亮。
电子技术与技能项目六 四人抢答器的制作
图6-15 异步3位二进制加法计数器仿真电路
在图6-16中,时钟的下降沿对应着触 发器的翻转,各触发器的翻转有先有后, 是异步的,而每输入一个计数脉冲,计数 器进行一次加1计算。
图6-16 异步计数器波形 异步计数器加1计数表
计数脉冲
(3)CTP、CTT是计数控制端,全为高电 平时为计数状态;若其中有一个是低电 平,则处于保持数据的状态。 (4)CO是进位输出端,当计数发生溢出 时,从CO端送出正跳变进位脉冲。
知识拓展
任意计数器的构建
1.清零法
适用于具有清零端的集成计数器,例 如,用74LS160使用清零法构成六进制计 数器的电路如图6-23所示。
表6-4 JK触发器真值表
四、D触发器
1.D触发器电路结构和逻辑符号 2.D触发器的逻辑功能
图6-5 D触发器的逻辑符号
表6-5 D触发器真值表
任务二 时序逻辑电路的分析与设计
工作任务 时序逻辑电路简称时序电路,它由 逻辑门电路和触发器组成,常用的电路 类型有寄存器和计数器,广泛应用于自 动控制检测和计时电路,四人抢答器就 是使用了触发器和门电路组成。 想知道时序电路是怎么完成设定的 功能的吗?一起来学一学,做一做吧。
3.设计电路板及布线
使用通用印刷板,又称万能板或洞 洞板,借助于实物原件,在通用印刷板 上绘制安装工艺图,按照信号流向布放 元器件,先大后小,先集成后分立 ,先 主后次,相关元件就近安放,注意避免 导线交叉,必要时可用跨接线穿孔跨越 连接。
实施细则
任务实施路径与步骤
第一步 电路组成 第二步 工作过程
第三步
电路搭建
第四步
仿真验证
第五步
电路制作与测试
相关知识
一、寄存器
实训任务书11 制作4人抢答器
《电子技术基础与技能》实训教学任务书编制部门:编制人:编制日期:课程名称电子技术基础与技能项目名称实训10 制作4人抢答器项目编号实训学时 4 实训对象实训地点实训目的(1)掌握集成D 触发器,与非门及发光二极管的使用方法。
(2)熟悉4 人抢答器的工作过程。
(3)掌握数字电路的安装技巧、调试和简单故障排除方法。
实训步骤及要求【器材准备】序号名称规格数量1 发光二极管2EF 4只2 二极管In4001 1只3 三极管9013 4只4 电阻器150 1只5 电阻器1K 1台6 排阻DIP开关4位2只7 集成与非门74ls20 1只8 集成与非门74ls00 1只9 集成D触发器74ls74 1只10 蜂鸣器2KHz 1只11 直流稳压电源+5V 1台12 安装用电路板1块13 连接导线若干14 常用安装工具1套【工作原理】D 触发器1.电路结构(a)逻辑电路(b)逻辑符号图11-1 D触发器2.逻辑功能(1)D=0时:由图11-1(a)可知,此时相当于J=0、K=1,因此,当CP脉冲加入后,输出端Q置为0,与输入端D的状态一致。
(2)D=1时:此时相当于J=1、K=0,当CP脉冲加入后,输出端Q置为1,与输入端D的状态一致。
在时钟脉冲CP到来后,D触发器的状态与输入端D的状态相同,即Qn+1=D。
3. D触发器的真值表4.波形分析表11-1 D触发器的真值表D Qn Qn+1 说明0 ×0 置“0”1 × 1 置“1”图11-2 D触发器波形分析图11-2中Q的初始状态为1态。
因为是下降沿触发,所以当D=1且CP脉冲下降沿时,触发器输出端Q置1;当D=0且CP脉冲下降沿时,触发器输出端Q置0。
【实训步骤】(1)根据图所示的电路,列出元件清单,备好元件,检查各元件的好坏。
(2)根据图所示的电路,画出装配图。
(3)根据装配图完成电路安装。
(4)检查电路安装是否正确。
主要检查各元件的位置是否装错,集成块引脚之间是否搭焊等。
数电实验四人抢答器
数字电路课程设计目录第一章设计选目及目的 (3)第一节设计选题 (3)第二节设计目的 (3)第二章功能介绍 (3)第一节主要功能介绍 (3)第二节扩展功能介绍 (4)第三章总体方案设计模块 (4)第四章单元模块设计 (5)第一节抢答器电路模块 (5)一、优先编码器74LS148 (5)二、锁存器74LS279 (7)第二节定时电路模块 (8)一、计数器74LS192 (9)二.译码器74LS48 (9)三.555定时器 (10)四.定时电路 (12)第三节控制电路 (13)一.时序控制电路需具有以下几个功能: (13)二.报警电路 (14)第五章组装和调试 (14)第六章总结 (15)第七章参考文献 (15)第一章设计选目及目的第一节设计选题设计选题:四人抢答器的设计设计功能要求:1.主持人有开始键和复位键,按下开始键才能开始抢答,否则犯规。
2.用数码管显示,正常抢答后,显示抢到的队号,如果有人犯规发出短暂的报警3.如果规定时间内没有抢答,则说明该题超时作废,用0闪烁表示。
4.复位键用于恢复犯规或超时状态。
第二节设计目的通过这次课程设计,灵活运用《模拟电子技术》和《数字电子技术》理论知识,在实践中实现巩固所学知识,加强综合能力,培养电路设计能力,提高实验技术,启发创新思维。
第二章功能介绍第一节主要功能介绍1.抢答器最多可供4名选手参赛,编号为1-4号,各队分别用一个按钮(分别为S0-S3)控制,并设置一个系统清零和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
2.抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来,直到主持人清零。
3.开关S作为清零及抢答控制开关,当开关S被按下时抢答电路清零,当开关S松开后允许抢答。
输入抢答信号有抢答按钮开关S0-S3实现。
4.有抢答信号输入时,并显示出相对应的组别号码。
此时再按其他任何一个抢答器无效,指示灯依旧“保持”第一个开关按下时对应的状态不变。
第二节扩展功能介绍5.抢答器具有定时抢答的功能,抢答的时间由主持人定。
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一、实训目的
集成触发器
1 熟悉集成触发器的逻辑功能。
2 熟悉由集成触发器构成的改进型抢答器的工作特 点。
3 掌握集成触发器的正确使用。
二、实训设备与器件
实训设备:数字电路实验装置1台。
实训器件:集成触发器74LS175 1片,与非门
74LS20、74LS00各1片,导线若干。
三、实训电路与说明
集成触发器
项目五 智力竞赛抢答装置的制作
逻辑要求:
在电路中,逻辑开关1、2、3、4为4路抢答操作开 关,任何一人先将某一开关向上拨动,则与其对应 的LED灯被点亮,表示此人抢答成功;而紧随其后的 其他开关再被向上拨动均无效,LED灯仍保持第一个 开关拨动时所对应的状态不变。逻辑开关5为主持人 控制的复位操作开关,向下拨动时抢答器电路清零, 向上拨动时则允许抢答。
住其余三个选手的电路,不再接受其它信号,直到
主持人再次清除信号为止。
EXIT
电路的工作过程如下:
集成触发器
1.准备期间。主持人将电路清零(即=0),74LS175的输出端
Q1~Q4均为低电平,所有LED灯不亮;同时 Q1Q2Q3Q4=1111,
G1门输出为低电平,G3门(称为封锁门)的输入端A为高电
号被封锁,于是触发器的输入时钟脉冲CP=1(无脉冲信号),
此时74LS175的输出保持原来的状态不变,其他选手再向上
拨动关也不起作用。直到主持人再次清除信号为止。
EXIT
脉冲源 1KHZ A
集成触发器
封锁门G3封锁阶段
CP
封锁门G3打开阶段
允许抢答
抢答无效
EXIT
集成触发器
四、实训电路的安装与功能验证
2、试一试抢答器的输出能否用数码管显示抢答选
手的号码?显示哪几个数码?想一想,这是为什么? 3、选手抢答成功时能否用1、2、3、4四个数码显 示参赛者的序号?如果可以怎么实现?
EXIT
集成触发器
五、实训总结与分析
1、画出实验线路图,记录、整理实验现象,对实训 结果进行分析。 2、总结使用集成触发器的体会。 3、分析实训中出现的故障及解决办法
EXIT
集成触发器
74LS175具有公共置0端和公共CP端,抢答之前的准
备阶段,由主持人先向下拨动复位开关5,74LS175
的输出Q1~Q4全变为0,清除了原有信号,所有LED 灯均熄灭,主持人再向上拨动复位开关5,宣布“抢
答开始”后,首先作出判断的选手立即按下开关,
对应的LED灯点亮,同时封锁门74LS00送出信号锁
EXIT
选手 开关
主持 人开 关
逻辑开关 74LS175
集成触发器
LED1
1
D1
Q1 Q1
2
D2
Q2
LED2
Q2
3
D3
Q3
4
D4
Q3
5
CP Q4
RD
Q
G1
&
G2
&
A
G3
&
封锁门
74LS20
四输入与非门 非门
74LS00 1KHZ
信号源
74LS00
脉冲源
1
显
3
I3
示
辑4
I4 Y1
1
译
74LS147
5
I5
开 6
I6
Y2
1
码 电
关7
I7
8
I8
Y3
1
路
9
I9
数字显示电路图
EXIT
A=Q1+Q3= Q1 • Q3
EXIT
集成触发器
16 15 14 13 12 11 10 9 VCC NC Y 3 I 3 I 2 I 1 I 9 Y 0 74LS147
I 4 I 5 I 6 I 7 I 8 Y 2 Y 1 GND 1 2 34 56 78
EXIT
集成触发器
1 逻2
I1
I2
Y0
六、完成项目报告(下周交)
EXIT
D CP 01
0 10
1 01 10
集成触发器
Qn+1
Qn =0
Qn =1
74LS175功能表
EXIT
集成触发器
Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0010001
0 0100010 0 1000011
1 0000100
由上表可得: D=0 C=Q4 B=Q2+Q3= Q2 • Q3
EXIT
集成触发器
16 15 14 13 12 11 10 9
VCC 4Q 4Q 4D 3D 3Q 3Q CP
74LS175
RD 1Q 1Q 1D 2D 2Q 2Q GND
1 2 34 56 78
74LS175引脚图
EXIT
思考题:
集成触发器
1、改进型抢答器电路与简单抢答器电路(见项目
一)比较,在逻辑功能方面有哪些改进之处?
平,G3门打开使触发器74LS175获得时钟脉冲信号,电路处
于允许抢答状态。
2.开始抢答。主持人再向上拨动复位开关5,宣布“抢答开始”
后,首先作出判断的选手立即向上拨动开关,对应的LED灯
点亮,同时G1门输出为高电平经G2门反相后,即G3门(称
为封锁门)的输入端A为低电平,G3门关闭使脉冲源1KHZ信
1安装 (1)测试各触发器及各逻辑门的逻辑功能,判断器
件的好坏。 (2)按照原理图插接好IC器件。 2功能验证 (1)通电后,向下拨动清零开关5,所有LED灯灭。 (2)分别向上拨动逻辑开关1、2、3、4,观察对应
LED灯是否点亮。 (3)当其中某一LED灯点亮时,再拨动其他逻辑开关,
观察其他灯的变化。