电工自主设计实验--基于74LS74_D触发器的四路抢答器

基于74LS74 D触发器的四路抢答器
郭本生
哈尔滨工业大学机电工程学院10级，1100800117
1.实验目的
利用74LS74 D触发器设计供4人用的抢答器，用以判断抢答优先权，并可以实现如下功能：
（1）抢答开始之前，主持人按下复位按钮，所有指示灯和数码管均熄灭；
（2）主持人宣布开始抢答后，先按下按钮者对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号；
（3）此后他人再按下各自的按钮时，电路则不起作用。

2.总体设计方案或技术路线
四路抢答器方案流程图
（1）抢答控制电路由两片74LS20与非门实现；
（2）选手抢答输入端、主持人控制端由两片D触发器实现；
（3）灯光提示电路由高电平指示灯与CD4511数码管实现。

3.实验电路图
4. 仪器设备名称、型号
（1）直流稳压电源 1台
（2）EEL-6模拟、数字电子技术实验箱 1台
（3）74LS74 D触发器 2片
（4）74LS20与非门 2片
（5）CD4511数码管 4只
（6）导线若干
5.理论分析或仿真分析结果
（1）主持人按下控制开关，将开关置于“清零”位置，D触发器置零，此时所有的指示灯和数码管均熄灭，选手按下按钮，指示灯和数码管均无任何反应；
（2）主持人将开关置于“1”位置，指示灯亮，发出答题信号，此时，选手按下相应的按钮，指示灯亮，数码管显示选手的序号，并且优先作答者对应的74LS20与非门的输出将封锁其他选手的信号的输出，使其按钮不发挥作用，直到主持人再次清除信号为止；
（3）主持人再次清零后，进入下一个答题周期。

6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）复位功能（主持人置“0”）
（2）抢答功能（主持人置“1”，以选手1和选手4抢答为例）
选手1抢答 选手4抢答
注：表中所示的指示灯和数码管的状态为各选手所对应的指示灯和数码管的状态。

7.实验结论
根据本设计电路可实现预定的主持人清零复位、选手抢答以及抢答提示等基本功能，各功能模块均能正常工作，达到设计要求，完成了设计任务。

8.实验中出现的问题及解决对策
（1）数码管接触不良，导致开始阶段数码管显示异常。

对策：更换导线，排除故障； （2）导线过多，容易连接错误。

对策：精简并重新设计电路，重新布线。

9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议
收获和体会：
（1）通过本次自主设计实验，我对整个电子电路的设计流程有了初步的了解，并且基本掌
握了电子电路的一般设计方法，灵活的应用课本的知识；
（2）同时，我也发现了自己的不足之处，实践经验比较缺乏，具体问题具体分析的能力有待提高。

对电路实验室的意见或建议：
（1)自主设计实验可以进行单独的预约；
（2）及时更换损坏的电子元件。

10．参考文献
【1】王宇红.电工学实验教程【M】.北京：机械工业出版社，2010.
【2】秦曾煌.电工学：（下册）【M】.北京：高等教育出版社，1999.
【3】肖景和.数字集成电路应用精粹.【M】北京：人民邮电出版社，2002.。