2021年数电大作业

数字电子技术基本大作业

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一、竞赛抢答计时器

一、设计电路分析

设计一种四人抢答器，抢答开始前，总复位按钮拨到”清零”状态，抢答器处在禁止状态，每个抢答者面前闪灯熄灭，数码显示单元显示 0；当总复位按钮置于”开始”状态，抢答器开始工作。当一轮抢答完毕时，数码显示单元显示初次按下按钮者编号，此时电路被锁存，再次按下其她按钮电路不工作。如果再次抢答必要将总复位按清零，开始下一次抢答操作。

本电路重要由编码锁存电路、触发控制电路及译码显示电路构成。当有选手抢答时，一方面编码，同步锁存，制止其她选手抢答，再经 3 线 8 线 BCD 译码器将数字显示在显示屏上。

二、电路设计

1.抢答器编码锁存电路设计：编码电路处在抢答器最前级，用以将按钮输出0、1 信号编码成十进制信号输出以及区别是哪个抢答者最先按下抢答按钮，采用 3 线 8 线优先编码器 74LS148N，由于只是四路输入，因此设计只用到 4、5、6、7 引脚，分别相应于抢答者 A、B、C、D。由于 74LS148N EI 引脚是低电平有效，因而可运用这个性质设计锁存电路，当第一次抢答经编码输出后将三个输出电平信号（分别为 001、010、011、100 相应于十进制 1、2、3、4）求或后得到一种高电平送给 74LS148N EI 端，此时 74LS48N 停止再一次编码。即完毕了锁存功能。

2.抢答器触发控制电路设计：

1）当总复位开关按钮按下时，锁存器处在复位状态，触发器输出端为全零，即 LED 数码显示零，抢答器准备好开始抢答。

2）当一次抢答过程完毕时，触发器启动锁存功能，触发器输出端始终处在本次输入状态，数码管始终显示本次抢答状态，直至总复位开关按钮再一次按下止。依照以上规定，选用8 输入、8 输出触发器 74LS273N 构成触发控制电路。

3.译码显示电路设计：数码显示电路用于将初次按下按钮选手组号显示出来，因而需用到 7 段 LED 数码管（红色共阴极 7 段 LED 数码管），而驱动它必须用相应BCD译码器（可驱动共阴极四输入 BCD 译码器4511BP_10V）. [注]：（1)4511BP_10V 译码器需用+12V 直流电源驱动。

（2）只有 LE 是 0，才有 ABCD 输入端决定显示字符。

（3）当 LT=0 时所有字段全点亮，即显示 8字符。

（4）当 LT=1 且 BI=0 时所有字符熄灭，无字符显示。

4.电子元件清单

74LS148N 74LS273N 7404N 4511BP-10V SEVEN-SEG-COM-K

7427N 7404N 电阻若干逻辑门若干

三、仿真电路图及成果

（1）仿真电路图

（2）仿真成果如下

〈1〉竞赛者A第一种按下按钮，她前面灯闪烁一次，同步数码管显示编号1。〈2〉竞赛者B第一种按下按钮，她前面等闪烁一次，同步数码管显示编号2。〈3〉竞赛者C第一种按下按钮，她前面等闪烁一次，同步数码管显示编号3。〈4〉竞赛者D第一种按下按钮，她前面等闪烁一次，同步数码管显示编号4。〈1〉

〈2〉

〈3〉

〈4〉

选题二：流水灯电路设计

一、设计电路分析

设计一种流水灯，在LM555CN控制频率下，闭合开关，8个LED发光管依次轮流发光，交替循环。

二、电路设计

1.电路运营设计：

LM555CN芯片构成多谐控制电路中，输出信号频率f=1.43/(R1+2R2)C1,可以通过变化接入电阻和电容来变化输出信号频率，从而变化8个LE D循环发光速度。

74SL163同步集成二进制计数器；74SL138为3线8线译码器，它有3个输入端、8个输出端，使8个LED发光二极管实现按一定方向循环亮灭。由555定期器构成脉冲发生器，并由LED发光二极管监视电路与否工作；将74SL163接成二进

制计数器，在QD端用LED发光二极管监视计数器工作状态；取74SL163低三位QCQBQA接74SL138地址控制端CBA，74SL1388个输出端依次与排成8个LED发光管相接，8个发光二极管按一定方向循环亮灭。依照74SL1383线-8线译码器特点，可以通过变化LED接入74SL138芯片输出端变化其发光顺序或者循环方式。

2.电子原件清单

LM555CN 74LLS163D 74LS138D 电容电阻若干

LED发光管 VCC（5V）电路开关若干

三、仿真电路及成果

四、（1）仿真电路

（2）仿真成果

〈1〉电路整体仿真成果

〈2〉各个Led发光管轮流发光（颜色有重复，只截取某些灯光图）