数字电路设计多路抢答器

广东工业大学

华立学院

本科毕业设计（论文）

多人抢答器电路（时序电路）设计与制作

论文题目

系部机械电气学部

专业电子信息工程

班级 05本自动化2班

学号 *******

学生姓名钟志贺

指导教师王继任

摘要

数字电路产品在生活中有着极其广泛的应用，包括计算机、数字通信、智能仪器仪表、自动控制及航天等领域中。这些给人们带来了生活，工作等方面带来了极大的方便。数字电路的发展，使得这门课程对于我们来说是很有必要学好。数字电路设备实现简单，速度和可靠性好。在这次的数字电路制作中，本人制作八路智能抢答器。抢答器在比赛等场合中不可缺少的设备。本文就是从数字电路芯片的功能简介开始，利用功能不同的数字电路芯片的组合来实现多路抢答器的功能。首先简要的介绍了数字电路的发展和演变。然后介绍几个主要集成芯片的管脚功能和用法。最后介绍多路抢答器的原理和设计过程。总结与改进部分，讲一些电路在实际设计调试中的不足，并加以改进；SCH图和PCB图均在附录中。

关键词：置位；复位；抢答；计时

Abstract

The figure vies for the answering device by the subject circuit and expands th e circuit to make up . Have priority in code circuit , latch , decipher circuit a nd export the input signal of the entrant team on the display; Starting the war ning circuit with the control circuit and host's switch, two the above-mentioned parts make up the subject circuit. Through timing circuit and decipher second signal function while outputs and realizes counting on the displaying that puls e produce circuit, form and expand the circuit. Through connect up , weld , d ebug figure vie for answering device take shape after the work.

Key word：Vie for answering the circuit Timing circuit Warning circuit Ti me sequence controlling

目录

1 绪论

1.1 题目背景和应用

1.2 国内研究发展情况

1.3 论文构成及研究内容

2抢答器基本元件特性和功能

2.1 电阻的概念

2.2 二极管的导电特性和结构

2.3 基本RS触发

2.3.1 基本RS概念

2.3.2 触发器特点

2.3.3 触发器的基本分类

2.3.4 触发器复位端和置位端的功能及使用方法

2.3.5 基本RS触发器的电路结构和功能

2.4 D触发器的特性

2.4.1 D触发器电路结构

2.4.2 D触发器真值表

2.4.3 D触发器状态转移图

2.5 T触发器的特性

2.5.1 T触发器电路结构

2.5.2 T触发器真值表

2.5.3 T触发器逻辑功能

3 几种芯片的基本特征

3.1 TTL7405特性

3.1.1 TTL7405基本概念

3.1.2 TTL7405逻辑图和引脚图

3.1.3 TTL7405 真值表

3.1.4 TTL7405绝对最大额定值和适用环境条件3.2 TTL7430特性

3.2.1 TTL7430基本概念

3.2.2 TTL 7430逻辑图和引脚图

3.2.3 TTL7430真值表

3.2.4 TTL7430绝对最大额定值和适用环境条件3.3 TTL74175特性

3.3.1 TT74175基本概念

3.3.2 TTL74175逻辑图和引脚图

3.3.3 TTL74175真值表

3.3.4 TTL74175绝对最大额定值和适用环境条件

4 抢答器设计原理和电路图

4.1 输入电路部分

4.1.1

4.1.2 输入电路工作原理

4.2 信号处理部分

4.2.1 信号处理原理图

4.2.2 信号处理工作原理

4.3 显示电路部分

4.3.1 显示电路原理图

4.3.2 显示电路工作原理

4.4 总电路图

5 时序电路的抢答器和组合电路的抢答器方案比较

5.1 简易抢答器设计方案与电路说明

5.1.1 逻辑要求

5.1.2 电路组成

5.1.3 步骤与要求

5.1.4 总结与分析

5.2 由触发器构成改进型抢答器

5.2.1 步骤与要求

5.2.2 总结与分析

6 电路制作与调试

6.1 布线原则

6.2 故障检测

6.3 连接线路

6.4 操作与调试

结论

参考文献

致谢

绪言

目前数字电子技术已经广泛的应用于计算机、自动控制、电子测量仪表、电视、雷达、通信等各个领域。随着集成技术的发展，尤其是中、大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透倒国民经济地各个部门，并将产生越来越深刻地影响。因此，数字电子技术是电类及计算机类各专业地主要计算基础课之一，也是现代电子工程技术人员所必备地专业基础知识。

采用电子设计自动化的设计方式，电子设计自动化是现代数字系统设计的基本手段，不会使用电子设计自动化就无法适应信息社会对设计人员的要求。但是，对于初学者来说，学习使用经典的基础的设计方法与手段，了解一些常用数字集成电路的基本功能，设计较小规模的数字系统，仍然是一条重要的必经之路。该选题可以培养我们的创新能力的动手能力，工程实践能力。对于我们了解电路设计和原理有较大的作用。该电路是设计是为智力竞赛抢答所设计，具有反应迅速，精确无误，操作简单等特点。对各个电器元件都达到合理和正确的使用。思路通过我们集体讨论和详细查阅资料。在辅导老师的帮助下，分析的挑选，作出了比较清晰，适用，具有实际意义的电路设计图。在检查电路时，有对电路进行了更加严格和仔细的改进，明确的对各个元件的功能和使用范围进行核对，基本上完善了设计电路，使之具有可执行性和可操作性。

1所需元件：

1.1. 电阻510Ω14只，7个LED数码显示管，2个74175集成电路芯片，1个7430集成电路芯片，1个7405集成电力芯片，7个电位开关，1个＋5V电源，7个D触发器。

2元件的基本功能与引脚

2.1电阻R：导体虽然容易导电，但都对电流有阻碍作用。在相同的电压作用下，通过不同导体的电流大小不同，表示不同导体对电流的阻碍作用不同。电阻就是为了描述导体对电流阻碍作用大小而引入的物理量。

2.2 二极管：发光二极管（LED）是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。其发光机理是当在PN 结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子－空穴对）在扩散过程中复合发光，这种发射过程主要对应光的自发发射过程。按光输出的位置不同，发光二极管可分为面发射型和边发射型。我们最常用的LED是InGaAsP/InP双异质结边发光二极管。

----发光二极管的发光原理同样可以用PN结的能带结构来解释。制作半导体发光二极管的材料是重掺杂的，热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子，P区有较多的迁移率较低的空穴。由于PN结阻挡层的限制，在常态下，二者不能发生自然复合。，而当给PN结加以正向电压时，沟区导带中的电子则可逃过PN 结的势垒进入到P区一侧。于是在PN结附近稍偏于P区一边的地方，处于高能态的电子与空穴相遇时，便产生发光复合。这种发光复合所发出的光属于自发辐射，辐射光的波长决定于材料的禁带宽度Eg，即λ＝1.24μm?;eV/Eg

----发光二极管具有可靠性较高，室温下连续工作时间长、光功率－电流线性度好等显著优点，而且由于此项技术已经发展得比较成熟，所以其价格非常便宜。因此在一些简易的光纤传感器的设计中，如果LED能够胜任，选用它作为光源即可大大降低整个传感器的成本。然而LED的发光机理决定了它存在着很多的不足，如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。因此，在一些需要功率高、调制速率快、单色性