数字电路课程设计开题报告1

徐州工程学院数学与物理科学学院

数电课程设计报告

课题名称：智力竞赛抢答装置

专业班级： 09应物2

学号： 20090405212

姓名：陈玉丹

指导老师：张群

设计时间： 2011 12 29

目录

序言 (1)

摘要 (2)

一、设计背景 (3)

二、总体方案设计 (3)

三、单元电路图 (5)

四、主要器件及重要元件的功能介绍 (9)

五、总电路原理图 (10)

六、系统的安装与调试 (11)

七、元器件列表 (12)

八、心得体会 (13)

九、参考文献 (13)

十、评分标准 (14)

序言

课程设计是针对某一理论课程的要求，对我们进行综合性实践训练的实践学习环节，可以培养我们运用课程中所学的理论知识与时间紧密结合，独立地解决实际问题的能力。

本课程设计介绍的是单片机制作的4路智力抢答器的设计及制作，以电路的基本理论为基础，着重介绍电路的设计。培养学生应用所学专业理论知识，进行产品的实际设计与制作的能力，缩小理论与实践的差别,并学习电子产品的整个设计、分析与制作流程。

课程设计应达到如下基本要求：

（1）综合运用数字电子技术基础课程中所学的理论知识独立完成一个抢答器课题的设计。

（2）通过查阅手册和参考文献资料，培养我们独立分析和解决实际问题的能力。

（3）熟悉常用电子元器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。

（4）掌握电子电路的安装和调试技能。

（5）熟悉的使用各类数字电子仪器。

（6）学会撰写课程设计论文。

（7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

什么样的人才会在社会工作中最受欢迎呢？当然是既有丰富的理论知识，又有足够的经验即有很强的操作能力，实践动手能力。

作为当代的大学生或许缺乏的也就正是这方面的能力，我们迫切需要培养的也是这些能力。怎样培养呢？当然是放到实践中去培养，在真正的动手中去培养。

为此，我们专业特组织了这次长达三个多星期的综合课程实习，让同学们在实践中学东西，我们只有这样从各方面武装自己，不断给自己充电，才能在以后的竞争中突出自己，展现自己！

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摘要

随着现在一些竞猜娱乐节目的流行，观众们不仅能够感受到其中的娱乐气氛，而且不经意中也会随着比赛的进行自己也紧张起来。但是节目过后，我们就担心起来如何才能保证这种竞猜比赛的公正，公平呢。如果只是简单的去用我们的肉眼判断那些些竞猜选手们谁先举起手来，然后让他来回答。这是很难做到的。针对这种情况我们设计了这款抢答器。这是一款全新的四路抢答器，它可以同时让四位选手同时上台进行竞猜比赛。在当台上的一位选手迅速按下开关的那刻，在他面前的那盏红灯迅速亮起同时发出刺激的声音。然而其他选手则不能抢答了。这种全新的设计不仅让比赛变得公正公平，而且增加了比赛的紧张性，刺激性，增加节目的可观性。我们的设计历时两个星期完成。它主要由175、74LS00、74LS20、74LS74，4个芯片构成。

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一.设计背景

1.1了解数字电路系统的定义及组成

数字电路系统一般包括输入电路、控制电路、输出信号、时钟电路和电源等。输入电路主要作用是将被控制信号转换成数字信号，其形式包括各种输入接口电路。比如数字频率计中，通过输入电路对微弱信号进行放大，整形，得到数字电路可以处理的数字信号。模拟信号则需要通过模数转换电路转换成数字信号再进行处理。在设计输入电路时，必须首先了解输入信号的性质，接口的条件，以设计何时的输入接口电路。

二、总体设计方案

在知识竞赛中，特别在做抢答题时，为了知道哪位选手先答题，必须要有一个系统来完成。如果在抢答，只靠人的视觉是很难那组先答题。因此在设计抢答器的时候要考虑到这些方面，以便比赛的公平、公正。这次设计就是用几个触发器以及与非门巧妙的设计成抢答器，使以上问题得以解决，即使2组抢答相差几微秒，也可以分辨出哪组先抢答。

以下为整体方案：

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由上图可以看到这个方案非常简洁，下面结合具体元件给出此方案的具体介绍：其中F1是4D触发器74LS175，它具有公共置零端和公共CP端，F2是由发光二极管和喇叭组成的声光提示电路，F3是由555定时器产生的脉冲电路。抢答开始时，由主持人清除信号，按下控制开关，将开关置于“清零”位置。74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有的发光二极管都熄灭，喇叭都不响。当主持人宣布“开始抢答”，同时放开按钮，抢答器处于工作状态，首先抢答的选手按下按钮，对应的声光电路做出反应。同时，通过与非门送出信号锁住其他其余3个抢答者的电路，不在接受其他信号，直到主持人再次清零信号为止。

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三、单元电路图

3.1 4D触发器74LS175

图二

图二为74LS175的引脚图和逻辑图

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4D触发器74LS175的功能表如表一所示

表一

4D触发器74LS175的真值表如图二所示

表二

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3.2四输入4与非门74LS20

74LS的引脚图如图三所示

图三

74LS20的功能表如表二所示

A B C D Y

1 1 1 1 0

0 X X X 1

X 0 X X 1

X X 0 X 1

X X X 0 1

表二

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3.3二输入端4输入与非门74LS00

74LS00的逻辑图如图四所示

图四

74LS00的功能表如表三所示

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四、主要元器件及重要元件的功能介绍

4.1 D触发器

D触发器如图，其功能有：

（1）D触发器有接受并记忆信号的功能，又称为锁存器；

（2）D触发器属于脉冲触发方式；

（3）D触发器不存在约束条件和一次变化现象，抗干扰信号强，工作速度快。而这次正是利用以上功能来构成一个简单的抢答器。

4.2 与非门

4.3电阻

4.4电容

4.5 LED灯

4.6开关

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