抢答器设计任务书(1)

一、设计内容

智力竞赛抢答器一

设计要求及技术指标：

(1) 设计制作一个可容纳四路参赛的数字式抢答器，分别用4个按钮S1 ~ S4表示。

(2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

(3) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则电路显示抢答者的组别；此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用；

智力竞赛抢答器二

设计要求及技术指标：

(1) 设计制作一个可容纳八路参赛的数字式抢答器，分别用4个按钮S1 ~ S4表示。

(2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

(3) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则电路显示抢答者的组别；此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用；

智力竞赛抢答器三

设计要求及技术指标：

(1) 设计制作一个可容纳八组参赛的数字式抢答器，分别用4个按钮S1 ~ S4表示。

(2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

(3) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则电路显示抢答者的组别；此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用；

(4)电路应具备抢答成功声音提示功能，声音持续时间5～10s；

二、设计与制作步骤

（一）选定总体方案与框图

根据设计任务、指标要求和给定的条件，分析所要设计的电路应该完成的功能，并将总体功能分解成若干单项的功能，分清主次和相互的关系，形成若干单元功能块组成的总体方案。该方案可以有多个，需要通过实际的调查研究、查阅有关资料和集体讨论等方式，着重从方案能否满足要求、构成是否简单、实现是否经济可行等方面，对几个方案进行比较和论证，择优选取。对选取的方案，常用方块图的形式表示出来。注意每个方块尽可能是完成某一种功能的单元电路，尤其是关键的功能块的作用与功能一定要表达清楚。还要表示出它们各自的作用和相互之间的关系，注明信息的走向和制约关系。

（二）分析单元电路的功能

任何复杂的电子电路装置和设备，都是由若干具有简单功能的单元电路组成的。总体方案的每个方块，往往是由一个主要单元电路组成的，它的性能指标也比较单一。在明确每个单元电路的技术指标的前提下，要分析清楚各个单元电路的工作原理，设计出各单元电路的结构形式。要利用过去学过的或熟悉的单元电路，也要善于通过查阅资料、分析研究一些新型电路，开发利用一些新型器件。

各单元电路之间要注意在外部条件、元器件使用、连接关系等方面的相互配合，尽可能减少元件的类型、电平转换和接口电路，以保证电路简单、工作可靠、经济实用。各单元电路拟定之后，应全面地检查一遍，看每个单元各自的功能是否能实现，信息是否能畅通，总体功能是否满足要求。如果存在问题，还要针对问题局部调整。

（三）选择器件与参数计算

单元电路确定之后，根据其工作原理和所要实现的功能，首先要选择在性能上能满足要求的集成器件。所选集成器件最好完全满足单元电路的要求。当然在多数情况下集成器件只能完成部分功能，或者需要同其他集成器件和电子元器件组合起来组成其他的单元电路。这里需要灵活运用过去学过的知识，也需要十分熟悉各种集成电路的性能和指标，注意对新型器件的开发和利用。

每个单元电路的结构、形式确定之后，需对影响技术指标和参数的元器件进行计算。这种计算有的需要根据电路理论的有关公式，有的按照工程估算方法，还有的需要用经验数据。用计算的方法得到的器件参数，还要按照元器件的标称值选取实用的元器件。

（四）画出预设计总体电路图

根据单元电路的设计、计算与元器件选择的结果，画出预设计的总体电路图。总体电路图应当包括总体电路原理图和实际元器件接线图。需要制作出实用装置的题目，还要作出印刷电路板的工艺设计。

总体电路图应按元器件国标或部标的规定以及电路图的规范画出。图中要注意信号输入和输出的流向，通常信号流向是从左到右或从上至下，各单元电路也应尽可能按此规律排列，同时要注意布局合理。

总体电路图尽可能画在一张图纸上。如果电路比较复杂，应当把主电路画在一张图纸上，而把一些比较独立或次要的单元电路画在另一张或几张图纸上，但要标明相互的连接关系。所有的连接线要“横平、竖直”，相连的交叉线要在交叉点用圆点标出。电源线和地线尽可能统一，并标出电源电压数值。

总体电路图画出之后，还要认真地审查。检查总体电路是否满足方案地要求，单元电路是否齐备；每个单元电路地工作原理是否正确，能否实现各自的功能；各单元电路之间的连接有无问题，电平和时序是否合适；图中标注的元器件型号、管脚、参数值等是否正确等。这种审查十分重要，以防在安装调试中损坏器件。

（五）采购电路元件，安装电路

由于株洲电子元件市场规模不是很大，有些元件在本地买不到。根据往届同学的经历，同学们付出了很多车费，却买不到或买不全课程设计所需要的元件。所以本次课程设计的电子元件由老师统一到深圳采购，价格比较便宜，也少去了无谓的奔波。

电路原理图设计完成之后，需要安装、焊接做出实验电路，有的还要做成实用的电子装置。从设计图纸到实际电路装置要经过十分重要的装接工艺，有时设计的电路十分合理，由于装接不当也会严重影响电路的性能，甚至造成元器件的损坏。因此，元器件的焊接、电路板的制作，整机的结构布局等都是课程设计的重要环节，也是培养电路工艺技能的好机会，必须给予足够的重视。

首先在焊接之前，必须做好两件事。第一，画出万能板连线图，这一点必须做，不但要画，而且要仔细画；根据前几届学生做课程设计的经历，最后做出来的电路板，故障率极高，主要表现为连线错误以及集成芯片的引脚接错；避免此类问题的有效方法是画好连线图。至于如何画连线图，可参阅上学期模拟电路实验实作部分。第二，芯片测试，这一点往往大家会忽略。进行芯片测试有两个好处，其一可以进一步熟悉该芯片的功能；有些芯片功能较复杂，根据芯片资料，往往还不能完全了解其特性，只有通过进一步的测试，才能完全掌握。其二，可以通过测试检验该芯片的质量好坏；为保证调试的顺利，在安装前应将所有的电子元件检测一遍，保证其功能完整。检测芯片时可利用数电实验箱，具体方法可参考数电实验一和实验四。

焊接时为保证焊接质量，使焊点牢固、光亮、圆滑、不出虚焊，必须了解焊接工艺，掌握焊接技术。一般焊接过程和要求是：

1. 净化焊接部位的金属表面。引线、管脚和焊点处要刮净，涂上松香水，或先挂上锡，

2. 将电烙铁挂锡在焊接部位加热至焊锡熔化的程度，使焊锡填充在被焊金属表面。

3. 移开电烙铁，待焊锡自然冷却。

焊接过程中，注意掌握以下技术：

1. 掌握好焊接温度和时间。温度不够，焊锡流动性差，很容易凝固；温度过高，焊锡流淌，焊点不易存锡。要求焊接时烙铁头的温度高于焊锡的熔点，烙铁头与焊点接触时间以使焊点的锡光亮、圆滑为宜。焊点不亮或成“豆腐渣”状，说明温度不够，焊接时间太短。这种情况下焊剂不能