第一篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)--數(shù)字搶答器

智力競(jìng)賽搶答器

一、本次課程設(shè)計(jì)目的

1．結(jié)合所學(xué)的數(shù)字電路的理論知識(shí)來(lái)完成數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)。

2．在數(shù)字電路的課程設(shè)計(jì)中，熟悉數(shù)字電路的邏輯設(shè)計(jì)過(guò)程以及集成電路的使用。

3．學(xué)會(huì)利用一些沒(méi)學(xué)過(guò)的IC來(lái)設(shè)計(jì)電路。4。學(xué)會(huì)用軟件方法仿真電路。

二、本次課程設(shè)計(jì)安排

1、時(shí)間安排

略。

2、地點(diǎn)安排

S2403實(shí)驗(yàn)室。

智力競(jìng)賽搶答器 設(shè)計(jì)目的

（1）熟悉集成電路的引腳安排及使用方法。（2）掌握各芯片的邏輯功能及使用方法。（3）了解面包板結(jié)構(gòu)及其接線方法。（4）了解數(shù)字搶答器的組成及工作原理。（5）熟悉數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)與制作。（6）學(xué)會(huì)用軟件方法仿真電路。設(shè)計(jì)思路

（1）設(shè)計(jì)搶答器電路。

（2）設(shè)計(jì)可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路。（3）設(shè)計(jì)報(bào)警電路。（選做）（4）設(shè)計(jì)時(shí)序控制電路。（選做）設(shè)計(jì)過(guò)程

3.1方案論證 數(shù)字搶答器總體方框圖如圖1所示。button，sw-spdt

圖 1 數(shù)字搶答器框圖

其工作原理為：接通電源后，主持人將開(kāi)關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開(kāi)關(guān)置于“開(kāi)始”狀態(tài)，宣布“開(kāi)始”搶答器工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開(kāi)始”狀態(tài)開(kāi)關(guān)。3.2電路設(shè)計(jì)

搶答器電路如圖2所示。

圖2 數(shù)字搶答器電路

該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選手按鍵操作無(wú)效。工作過(guò)程：開(kāi)關(guān)S置于“清除”端時(shí)，RS觸發(fā)器的R端均為０，４個(gè)觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的ST＝０，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S置于“開(kāi)始”時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148的輸出Y2Y1Y0?010,YEX?0,經(jīng)RS鎖存后，1Q=1，BI=1，74LS48處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，1Q＝１，使74LS148ST＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開(kāi)即按下時(shí)，74LS148的YEX?1,此時(shí)由于仍為1Q＝１，使ST＝１，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開(kāi)關(guān)重新置于“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。

定時(shí)電路如圖3所示。由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過(guò)預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。可預(yù)置時(shí)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖 可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路

報(bào)警電路如圖4所示。由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖4所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝1.43/[（RI＋2R2）C]，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。

圖報(bào)警電路

時(shí)序控制電路如圖5所示。時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：① 主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)人正常搶答工作狀態(tài)。

② 當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。③ 當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。圖中，門(mén)G1 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP的放行與禁止，門(mén)G2的作用是控制74LS148的輸人使能端ST。

圖5的工作原理是：主持人控制開(kāi)關(guān)從“清除”位置撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，來(lái)自圖 2中的74LS279的輸出 1Q=0，經(jīng)G3反相，A＝1，則時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPD時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)。同時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為 1，門(mén)G2的輸出ST=0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q＝1，經(jīng) G3反相，A＝0，封鎖 CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持工作狀態(tài)；同時(shí)，門(mén)G2的輸出ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為0，ST=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答。同時(shí)，門(mén)G1處于關(guān)門(mén)狀態(tài)，封鎖 CP信號(hào)，使定時(shí)電路保持00狀態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。

圖時(shí)序控制電路

4系統(tǒng)調(diào)試與結(jié)果

（1）組裝調(diào)試搶答器電路。

（2）可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路，并進(jìn)行組裝和調(diào)試。當(dāng)輸人1Hz的時(shí)鐘脈沖信號(hào)時(shí)，要求電路能進(jìn)行減計(jì)時(shí)，當(dāng)減計(jì)時(shí)到零時(shí)，能輸出低電平有效的定時(shí)時(shí)間到信號(hào)。

（3）調(diào)試報(bào)警電路。

（4）定時(shí)搶答器的聯(lián)調(diào)，注意各部分電路之間的時(shí)序配合關(guān)系。然后檢查電路各部分的功能，使其滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

5主要儀器與設(shè)備

集成電路： 74LS148—1片，74LS279—1片，74LS48—3片，74LS192—2片，NE555—2片，74LS00—1片，74LS121—1片。

電 阻： 510Ω—2只，1KΩ—9只，4.7kΩ—l只，5.1kΩ—l只，100kΩ—l只，10kΩ—1只，15kΩ—1只，68kΩ—l只。

電 容： 0.1uF—1只，10 uF—2只，100 uF—1只。三極管： 3DG12—1只。（3DG12為普通高頻小功率NPN型硅(材料)三極管，特征頻率100MHZ，集電極最大直流耗散功率0.7W，0.3A/20V。）

其 它： 發(fā)光二極管—2只，共陰極顯示器—3只。

6設(shè)計(jì)體會(huì)與建議

6.1設(shè)計(jì)體會(huì)

通過(guò)這次對(duì)數(shù)字搶答器的設(shè)計(jì)與制作，讓我了解了設(shè)計(jì)電路的程序，也讓我了解了關(guān)于搶答器的基本原理與設(shè)計(jì)理念，要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總要先用仿真仿真成功之后才實(shí)際接線的。但是最后的成品卻不一定與仿真時(shí)完全一樣，因?yàn)椋賹?shí)際接線中有著各種各樣的條件制約著。而且，在仿真中無(wú)法成功的電路接法，在實(shí)際中因?yàn)樾酒旧淼奶匦远軌虺晒ΑＫ裕谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮兩者的差異，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。此外，本實(shí)驗(yàn)也可通過(guò)EDA軟件MAX PLUSⅡ?qū)崿F(xiàn)。通過(guò)這次學(xué)習(xí)，讓我對(duì)各種電路都有了大概的了解，所以說(shuō)，坐而言不如立而行，對(duì)于這些電路還是應(yīng)該自己動(dòng)手實(shí)際操作才會(huì)有深刻理解。6.2對(duì)設(shè)計(jì)的建議

我希望老師在我們動(dòng)手制作之前應(yīng)先告訴我們一些關(guān)于所做電路的資料、原理，以及如何檢測(cè)電路的方法，還有關(guān)于檢測(cè)芯片的方法。這樣會(huì)有助于我們進(jìn)一步的進(jìn)入狀態(tài)，完成設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)

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[2] 彭華林等編.數(shù)字電子技術(shù)[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2004年 [3] 金唯香等編.電子測(cè)試技術(shù)[M].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2004年 [4] 侯建軍.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)一體化教程[M].北京：清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社，2005年

[5] 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2001年

1Hz脈沖發(fā)生電路

第二篇：數(shù)字搶答器(數(shù)字電路)

一、摘 要：數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開(kāi)關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路，以上兩部分組成主體電路。通過(guò)定時(shí)電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路。經(jīng)過(guò)布線、焊接、調(diào)試等工作后數(shù)字搶答器成形。

關(guān)鍵字： 搶答電路 定時(shí)電路 報(bào)警電路 時(shí)序控制

Summary The figure vies for the answering device by the subject circuit and expands the circuit to make up.Have priority in code circuit , latch , decipher circuit and export the input signal of the entrant team on the display;Starting the warning 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 pulse produce circuit, form and expand the circuit.Through connect up , weld , debug figure vie for answering device take shape after the work.Key word： Vie for answering the circuit Timing circuit Warning circuit Time sequence controlling

二、目 錄

摘要??????????????????????????????? Ⅰ

Abstract??????????????????????????????Ⅱ

一、引論????????????????????????????1

三、實(shí)驗(yàn)部分 1)、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求

1.搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S7表示。2.設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。

3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4.搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)“開(kāi)始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。

5.參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

6.如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。2)、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備: 1.數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱。

2.集成電路74LS148 1片，74LS279 1片，74LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。

3.電阻 510Ω 2只，1KΩ 9只，4.7kΩ l只，5.1kΩ l只，100kΩ l只，10kΩ 1只，15kΩ 1只，68kΩ l只。

4.電容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。

5.三極管 3DG12 1只。

6.其它：發(fā)光二極管2只，共陰極顯示器3只

三、方案論證與比較：與普通搶答器相比，本作品有以下幾方面優(yōu)勢(shì)：

1、具有清零裝置和搶答控制，可由主持人操縱避免有人在主持人說(shuō)“開(kāi)始”前提前搶答違反規(guī)則。

2、具有定時(shí)功能，在30秒內(nèi)無(wú)人搶答表示所有參賽選手獲參賽隊(duì)對(duì)本題棄權(quán)。3、30秒時(shí)仍無(wú)人搶答其報(bào)警電路工作表示搶答時(shí)間耗盡并禁止搶答。

四、總體設(shè)計(jì)思路：

（一）設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：

1.搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S7表示。2.設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。

3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

4.搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)“開(kāi)始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。

5.參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。

6.如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。

（二）設(shè)計(jì)原理與參考電路 1．?dāng)?shù)字搶答器總體方框圖

如圖11、1所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開(kāi)關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開(kāi)關(guān)置“開(kāi)始”狀態(tài)，宣布“開(kāi)始”搶答器工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開(kāi)始”狀態(tài)開(kāi)關(guān)。

五、多功能硬件與軟件設(shè)計(jì)及其理論分析與計(jì)算： 各單元部分電路設(shè)計(jì)如下：

(1)搶答器電路

參考電路如圖２所示。該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選手按鍵操作無(wú)效。工作過(guò)程：開(kāi)關(guān)S置于“清除”端時(shí)，RS觸發(fā)器的 端均為０，４個(gè)觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的 ＝０，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S置于“開(kāi)始”時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148的輸出 經(jīng)RS鎖存后，1Q=1, =1,74LS48處于工作狀態(tài)，４Q３Q２Q=101,經(jīng)譯碼顯示為“５”。此外，1Ｑ＝１，使74LS148 ＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開(kāi)即按下時(shí)，74LS148的 此時(shí)由于仍為１Ｑ＝１，使 ＝１，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開(kāi)關(guān)重新置“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。74LS148為８線－３線優(yōu)先編碼器，表1為其功能表。

表１ 74LS148的功能真值表

由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過(guò)預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供。可預(yù)置時(shí)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體電路如圖3所示。表2為74192的真值表。

（3）報(bào)警電路

由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖4所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。

4）時(shí)序控制電路

時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：

①主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。②當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。

③當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。

根據(jù)上面的功能要求以及圖 2，設(shè)計(jì)的時(shí)序控制電路如圖 5所示。圖中，門(mén)G1 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP的放行與禁止，門(mén)G2的作用是控制74LS148的輸人使能端。圖11、4的工作原理是：主持人控制開(kāi)關(guān)從“清除”位置撥到“開(kāi)始”位置時(shí)，來(lái)自于圖11、2中的74LS279的輸出 1Q=0，經(jīng)G3反相，A＝1，則時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPD時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)。同時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為 1，門(mén)G2的輸出 =0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q＝1，經(jīng) G3反相，A＝0，封鎖 CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持工作狀態(tài)；同時(shí)，門(mén)G2的輸出 =1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為0，=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答。同時(shí)，門(mén)G1處于關(guān)門(mén)狀態(tài)，封鎖 CP信號(hào)，使定時(shí)電路保持00狀態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。

六、系統(tǒng)的組裝與調(diào)試及測(cè)試方法：

3塊實(shí)驗(yàn)電路板分別做成數(shù)字搶答器電路、可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路、報(bào)警電路及時(shí)序控制電路，根據(jù)EWB仿真電路及工程上的可操作性布置芯片、元件、導(dǎo)線等。

在焊接過(guò)程中，由于經(jīng)驗(yàn)不足多次發(fā)生虛焊或者相鄰焊點(diǎn)接觸導(dǎo)致短路等事故，心急時(shí)也有小組成員被電烙鐵燙傷的事發(fā)生。

制作的第一塊板即數(shù)字搶答電路板一開(kāi)始測(cè)試時(shí)不能工作，又由于沒(méi)有穩(wěn)壓電源而不能檢驗(yàn)。情急之下，靈機(jī)一動(dòng)，把3節(jié)干電池制成4.5伏電壓源，又用萬(wàn)用表逐點(diǎn)排查，原來(lái)有虛焊的點(diǎn)。找出原因后并排斥故障后，電路板正常工作。深感欣慰！

制作第2塊板即可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路時(shí)，3位成員都已有了自我感覺(jué)十分嫻熟的焊接技術(shù)，不料忙中出錯(cuò)，重蹈覆轍，又有虛焊點(diǎn)。遂相互提醒，前事不忘，后事之師。

七、EWB仿真圖：

由于EWB中沒(méi)有74LS121，并且沒(méi)有可以代替的74LS221，故時(shí)序控制電路的仿真無(wú)法完成。

八、儀器： 1.數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱。

2.集成電路74LS148 1片，74LS279 1片，74LS48 3片，74LS192 2片，NE555 2片，74LS00 1片，74LS121 1片。

3.電阻 510Ω 2只，1KΩ 9只，4.7kΩ l只，5.1kΩ l只，100kΩ l只，10kΩ 1只，15kΩ 1只，68kΩ l只。

4.電容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。5.三極管 3DG12 1只。

6.其它：發(fā)光二極管2只，共陰極顯示器3只。

九、擴(kuò)展功能：

1、可以設(shè)計(jì)聲控裝置，在主持人說(shuō)開(kāi)始時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成清零并開(kāi)始計(jì)時(shí)的功能。

2、在主持人讀題的過(guò)程中，禁止搶答，可以在主持人控制的開(kāi)關(guān)上另接一個(gè)與圖2一樣的電路，即可實(shí)現(xiàn)“違規(guī)者可見(jiàn)”的功能，即在主持人讀題時(shí)如果有人違反比賽規(guī)定搶先按動(dòng)按鈕，顯示器可以顯示是哪個(gè)參賽隊(duì)搶先，便于作出相應(yīng)的處理。

如果提供相應(yīng)的器材及時(shí)間上的寬限，我想我們已定可以完成上述擴(kuò)展功能，進(jìn)一步完善我們的作品。

十、心得體會(huì)：

經(jīng)歷數(shù)星期的電子競(jìng)賽眼看塵埃落定，感覺(jué)忍不住要長(zhǎng)出一口氣。我們組的3位成員除學(xué)習(xí)外均有一定的日常工作，數(shù)日來(lái)，為了這個(gè)競(jìng)賽可謂廢寢忘食，在實(shí)驗(yàn)室里日出而作，日落不息。將所有的課余時(shí)間均奉獻(xiàn)給了這個(gè)比賽。

結(jié)果怎樣已然不再重要，在這幾日里，我們經(jīng)歷了階段性成功的狂喜、測(cè)試失敗后的絕望、陷入困境時(shí)的不知所措，重新投入的振作。這樣的比賽是無(wú)法孤軍作戰(zhàn)的，只有通力合作才有可能成功。3位成員在數(shù)日里的朝夕相伴中培養(yǎng)出了無(wú)與倫比的默契和深厚的友誼。

由于前幾次去實(shí)驗(yàn)室比較晚，結(jié)果沒(méi)有空余的電腦可供使用，我們商量后，決定早上6點(diǎn)到實(shí)驗(yàn)室。于是，在零下的溫度下，我們陸續(xù)到達(dá)。途中數(shù)次感嘆，早晨的空氣真好。

除此之外，我們學(xué)會(huì)了焊接電路板，掌握了書(shū)本以外的電子技術(shù)知識(shí)，培養(yǎng)了專(zhuān)心致志的工作學(xué)習(xí)習(xí)慣，懂得了相互之間的理解與體諒，可謂獲益匪淺。

如果非要用一句話來(lái)概括我們的體會(huì)的話，那只能是：痛并快樂(lè)著。

十一、致謝：

感謝電氣工程學(xué)院提供者次比賽的機(jī)會(huì)；感謝長(zhǎng)通公司提供電子器件；感謝電子實(shí)習(xí)基地提供場(chǎng)所及工具；感謝電子信息系主任王建元老師在我們陷入困境時(shí)的點(diǎn)撥；感謝我隊(duì)指導(dǎo)于建立同學(xué)對(duì)我們的切實(shí)指導(dǎo)；感謝02級(jí)學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們?cè)趯?shí)驗(yàn)室對(duì)我們的幫助與鼓勵(lì)。

十二、參考文獻(xiàn)：

1、《電子技術(shù)基礎(chǔ).數(shù)字部分（第四版）》

高等教育出版社2003年3月 主編：康華光

2、《74系列芯片手冊(cè)》

重慶大學(xué)出版社 1999年9月 主編：李海

圖11、1數(shù)字搶答器框圖

表１０、１

11、２ 數(shù)字搶答器電路

74LS148的功能真值表

圖

2)定時(shí)電路

圖11、3 可預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路

圖11、4 報(bào)警電路

圖 11、5 時(shí)序控制電路

第三篇：數(shù)字電路EDA課程設(shè)計(jì)數(shù)字跑表

EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)

題目： 數(shù)字跑表

姓名： 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 成績(jī)：

一、設(shè)計(jì)題目及要求 設(shè)計(jì)題目：數(shù)字跑表

要求：1 具有暫停，啟動(dòng)功能。

具有重新開(kāi)始功能。用六個(gè)數(shù)碼管分別顯示百分秒，秒和分鐘。

二、設(shè)計(jì)過(guò)程及內(nèi)容

拿到題目后，我在圖書(shū)館進(jìn)行了相關(guān)書(shū)籍的查閱，首先明確了題目中設(shè)計(jì)項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的功能，再進(jìn)一步確定實(shí)現(xiàn)其功能的組成部分和使用器件，對(duì)于本次設(shè)計(jì)的總體思路,首先是設(shè)計(jì)一個(gè)控制模塊，可以使跑表具有啟動(dòng)、暫停及重新開(kāi)始的功能；然后，利用一個(gè)分頻模塊即15進(jìn)制計(jì)數(shù)器得到100HZ的時(shí)鐘脈沖，接入到一個(gè)100*60*60三個(gè)計(jì)數(shù)器的模塊中，完成對(duì)時(shí)間的計(jì)時(shí)工作和對(duì)選時(shí)模塊的輸出工作，使選時(shí)模塊得到對(duì)應(yīng)的時(shí)間，其次將選時(shí)模塊與顯示模塊連接，使數(shù)碼管顯示選中的當(dāng)前時(shí)間，從而完成了這次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工作，進(jìn)入到實(shí)現(xiàn)過(guò)程中去。

根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求將設(shè)計(jì)分為5個(gè)模塊：

1、控制模塊，使跑表具有啟動(dòng)、暫停及重新開(kāi)始的功能；

2、分頻模塊，用于得到頻率為100HZ的時(shí)鐘脈沖；

3、計(jì)時(shí)模塊，進(jìn)行時(shí)間的計(jì)時(shí)，同時(shí)將當(dāng)前時(shí)間輸出給選時(shí)模塊；

4、選時(shí)模塊，從計(jì)時(shí)器得到當(dāng)前時(shí)間輸出給顯示模塊；

5、顯示模塊，進(jìn)行時(shí)間的顯示。總圖如下： 第一個(gè)模塊：控制器模塊

與門(mén)可控制時(shí)鐘信號(hào)的輸出與否，當(dāng)跑表為START狀態(tài)時(shí)CLK端為高電平，QA為1，時(shí)鐘信號(hào)輸出，當(dāng)跑表為STOP狀態(tài)時(shí)CLK端為低電平，QA為0，時(shí)鐘信號(hào)不輸出，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)始和暫停的功能。REST是清零按鈕，REST接到控制模塊和總計(jì)時(shí)器模塊的清零端，當(dāng)REST為高電平時(shí)，控制模塊和總計(jì)數(shù)器模塊清零，跑表重新開(kāi)始工作。

第二個(gè)模塊：分頻器模塊

將74161接成15進(jìn)制計(jì)數(shù)器，將1465HZ的時(shí)鐘頻率轉(zhuǎn)換成近似于100HZ的時(shí)鐘信號(hào)即所需的輸入時(shí)鐘信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)分頻功能。將得到的時(shí)鐘信號(hào)輸入到總計(jì)數(shù)器模塊中去。第三個(gè)模塊：計(jì)時(shí)模塊

計(jì)時(shí)模塊

本模塊由兩個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一個(gè)100進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成，從而實(shí)現(xiàn)百分秒向秒、秒向分的計(jì)數(shù)功能需求。60進(jìn)制計(jì)數(shù)器及100進(jìn)制計(jì)數(shù)器均采用兩個(gè)74LS160，采用整體置數(shù)方式接成。從60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和100進(jìn)制計(jì)數(shù)器這三個(gè)輸出端分別印出八個(gè)端口（秒、分、時(shí)的個(gè)位及十位分別由四個(gè)二進(jìn)制代碼表示），將當(dāng)前時(shí)間編碼傳送給選時(shí)模塊，實(shí)現(xiàn)時(shí)間的選擇和顯示。(秒個(gè)位：S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分個(gè)位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D;百分秒個(gè)位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D.)

100進(jìn)制計(jì)數(shù)器

60進(jìn)制計(jì)數(shù)器

第四個(gè)模塊：選時(shí)模塊

本模塊由四個(gè)八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151和地址選擇器74LS161構(gòu)成。

地址選擇器74LS161接入一個(gè)1465 HZ的時(shí)鐘信號(hào)，使能端和清零端接高電平，使其循環(huán)工作，產(chǎn)生一組循環(huán)地址碼A、B、C，接到數(shù)碼管的地址端，使其循環(huán)顯示數(shù)字。同時(shí)，地址選擇器74LS161產(chǎn)生的一組循環(huán)地址碼接入到四個(gè)八選一數(shù)據(jù)選擇器74LS151上，使其對(duì)地址相同的一組數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇，產(chǎn)生四個(gè)二進(jìn)制數(shù)A0,A1,A2,A3，即為數(shù)碼管所要顯示的數(shù)字的編碼。

第一個(gè)74LS151上的輸入端為秒、分、百分秒個(gè)位及十位的四位二進(jìn)制的最低位（S0A,S1A, M0A, M1A, H0A, H1A）, 第二個(gè)74LS151上的輸入端為秒、分、百分秒個(gè)位及十位的四位二進(jìn)制的次低位（S0B,S1B,M0B,M1B,H0B,H1B）, 第三個(gè)74LS151上的輸入端為秒、分、百分秒個(gè)位及十位的四位二進(jìn)制的第二位（S0C,S1C,M0C,M1C,H0C,H1C）, 第四個(gè)74LS151上的輸入端為秒、分、百分秒個(gè)位及十位的四位二進(jìn)制的第一位（S0D,S1D,M0D,M1D,H0D,H1D），通過(guò)這四個(gè)八位二進(jìn)制數(shù)比較器74LS151選出同一組數(shù)(秒個(gè)位：S0A,S0B,S0C,S0D;秒十位：S1A,S1B,S1C,S1D;分個(gè)位：M0A,M0B,M0C,M0D;分十位：M1A,M1B,M1C,M1D;百分秒個(gè)位：H0A,H0B,H0C,H0D;百分秒十位：H1A,H1B,H1C,H1D.)作為輸出A0,A1,A2,A3，接到顯示模塊輸入端。

選時(shí)模塊

第五個(gè)模塊：顯示模塊

本模塊采用BCD—七段顯示譯碼器7448對(duì)實(shí)驗(yàn)板上數(shù)碼管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由選時(shí)模塊輸出的顯示數(shù)字編碼A0,A1,A2,A3接至輸入端A,B,C,D，使輸出端產(chǎn)生七位譯碼連接到實(shí)驗(yàn)箱公共數(shù)據(jù)輸入端ABCDEDG，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)的顯示。

顯示模塊

三、設(shè)計(jì)結(jié)論

兩周的課程設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，雖然時(shí)間很短，但是收獲頗豐。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多關(guān)于EDA的知識(shí)，認(rèn)識(shí)到了EDA的強(qiáng)大功能，更重要的是增強(qiáng)了我的實(shí)踐動(dòng)手能力，使我深刻地認(rèn)識(shí)到僅僅學(xué)習(xí)課本上的知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須要多多動(dòng)手，多多實(shí)踐，才能真正理解并掌握所學(xué)的知識(shí)，達(dá)到學(xué)以致用的目的。同時(shí)我也深深地感受到嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)于科學(xué)研究的重要性。由于在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一點(diǎn)點(diǎn)的馬虎都可能造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，所以每一個(gè)細(xì)節(jié)都要認(rèn)真思考，認(rèn)真操作，不能有絲 百分的大意。這使我認(rèn)識(shí)到要想做一個(gè)科研工作者是多么的不易！自己身上的缺點(diǎn)還有很多，要靠以后艱苦的努力來(lái)克服！

這次的EDA課程設(shè)計(jì)給了我一次非常重要也非常難得的實(shí)踐機(jī)會(huì)，使我可以將平時(shí)課本上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際操作。設(shè)計(jì)的過(guò)程是十分艱苦的，由于從未接觸過(guò)類(lèi)似的領(lǐng)域，所以剛開(kāi)始的時(shí)候一片茫然，不知道該干些什么。隨著研究的逐漸深入，自己漸漸的摸出頭緒，掌握了一些規(guī)律和方法，設(shè)計(jì)的成果也逐步成型，最終按照要求完成了設(shè)計(jì)。在實(shí)際操作的過(guò)程中，碰到了許多的困難，但最終在老師的耐心指導(dǎo)和同學(xué)的熱情幫助下，按時(shí)完成了任務(wù)。在此對(duì)老師和同學(xué)們表示衷心的感謝！

最后感謝老師給與我這次寶貴的實(shí)踐機(jī)會(huì)！

第四篇：數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)數(shù)字時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)

應(yīng)用科技學(xué)院

《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告》

設(shè)計(jì)題目：數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作

專(zhuān)業(yè)班級(jí)：13級(jí)《物聯(lián)網(wǎng)工程》2班 姓名：白雪 王貞 張瑩 學(xué)號(hào)：068 108 131 指導(dǎo)老師：劉燁

時(shí)間：2015年5月15日~ 2015年 5 月30日 地點(diǎn)：四教4414實(shí)驗(yàn)室

海南大學(xué)儋州校區(qū)應(yīng)用科技學(xué)院

摘要：

數(shù)字時(shí)鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)秒﹑分﹑時(shí)的計(jì)時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無(wú)機(jī)械裝置，具有更長(zhǎng)的使用壽命，因而得到了廣泛的應(yīng)用。小到人們的日常生活中的電子手表，大到車(chē)站﹑機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所的大型數(shù)顯電子鐘。數(shù)字時(shí)鐘從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。

本課程設(shè)計(jì)要用通過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘。要點(diǎn)在于用555芯片連接輸出為一秒的多諧振蕩器用于時(shí)鐘的秒脈沖,用14位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器CC4060芯片、7雙BCD同步加計(jì)數(shù)器CD4518芯片、十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器/7段譯碼器CD4033芯片等連接成60和12進(jìn)制的計(jì)數(shù)器,再通過(guò)七段數(shù)碼管顯示，構(gòu)成了簡(jiǎn)單數(shù)字時(shí)鐘。關(guān)鍵詞：數(shù)字時(shí)鐘；555芯片；計(jì)數(shù)器；數(shù)碼管

海南大學(xué)儋州校區(qū)應(yīng)用科技學(xué)院

1設(shè)計(jì)目的................................................................................................................................4 1.1設(shè)計(jì)指標(biāo).........................................................................................................................4 2課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求............................................................................................................4 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)........................................................................................................................4 2.2 設(shè)計(jì)要求........................................................................................................................4 3系統(tǒng)設(shè)計(jì)................................................................................................................................4 3.1 設(shè)計(jì)思路........................................................................................................................4 3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)........................................................................................................................5 3.2.1 原理圖及說(shuō)明.......................................................................................................5 3.2.2 具體設(shè)計(jì).................................................................................................................6

3.2.2.1.小時(shí)計(jì)時(shí)電路...............................................................................................6 3.2.2.2.分鐘計(jì)時(shí)電路...............................................................................................6 3.2.2.3.秒鐘計(jì)時(shí)電路...............................................................................................6 3.2.2.4.手動(dòng)時(shí)間校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)...........................................................................6 3.2.2.5.光敏電阻的設(shè)計(jì)...........................................................................................6 主要元器件的介紹...............................................................................................................7 4.1 40161------4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（有預(yù)置端，異步清除）.....................................7 4.2 CD40106..........................................................................................................................7 4.3 CD4009............................................................................................................................8 5 電路板的安裝與測(cè)試...........................................................................................................8

海南大學(xué)儋州校區(qū)應(yīng)用科技學(xué)院

1設(shè)計(jì)目的數(shù)字電子鐘是一種用數(shù)字顯示秒﹑分﹑時(shí)的記時(shí)裝置，與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，他具有走時(shí)準(zhǔn)確﹑顯示直觀﹑無(wú)機(jī)械傳動(dòng)裝置等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用：小到人們的日常生活中的電子手表，大到車(chē)站﹑機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所的大型數(shù)顯電子鐘。

我們此次設(shè)計(jì)數(shù)字鐘就是為了了解數(shù)字鐘的原理，從而學(xué)會(huì)制作數(shù)字鐘。而且通過(guò)數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法。且由于數(shù)字鐘包括組合邏輯電路和時(shí)敘電路。通過(guò)它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法。

1.1設(shè)計(jì)指標(biāo)

1.時(shí)間以12小時(shí)為一個(gè)周期； 2.顯示時(shí)、分、秒； 3.具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間；

2課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求

2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)

1、設(shè)計(jì)一個(gè)有“時(shí)”，“分”，“秒”（11小時(shí)59分59秒）顯示且有校時(shí)功能的數(shù)字時(shí)鐘鐘；

2、用中小規(guī)模集成電路組成數(shù)字時(shí)鐘。

2.2 設(shè)計(jì)要求

1．用555定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)秒鐘脈沖發(fā)生器，輸入1HZ的時(shí)鐘；（對(duì)已有1kHz頻率時(shí)鐘脈沖進(jìn)行分頻）；

2．能顯示時(shí)、分、秒，12小時(shí)制； 3.設(shè)計(jì)晶體震蕩電路來(lái)輸入時(shí)鐘脈沖；

4.用雙BCD同步加計(jì)數(shù)器CD4518芯片設(shè)計(jì)一個(gè)分秒鐘計(jì)數(shù)器,即六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器.；

5.用十進(jìn)制加計(jì)數(shù)器/7段譯碼器CD4033芯片設(shè)計(jì)一個(gè)12小時(shí)計(jì)數(shù)器, 6.譯碼顯示電路顯示時(shí)間。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)思路

數(shù)字電子鐘由信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器、LED數(shù)碼管、校時(shí)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路等組成。工作原理為時(shí)鐘源用以產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖信號(hào)，作為數(shù)字種的時(shí)間基準(zhǔn)，要求震蕩頻率為1HZ，為標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。將標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，該計(jì)數(shù)器采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。“分計(jì)數(shù)器”也采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每 累計(jì)60分，發(fā)出一個(gè)“時(shí)脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將被送到“時(shí)計(jì)數(shù)器”。“時(shí)計(jì)數(shù)器”采用12進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)12小時(shí)的累計(jì)。LED數(shù)碼管將“時(shí)、分、秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)顯示。校時(shí)電路是來(lái)對(duì)“時(shí)、分、秒”顯示數(shù)字進(jìn)行校對(duì)調(diào)整。

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本設(shè)計(jì)使用芯片數(shù)最少、計(jì)時(shí)準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)顯示的節(jié)電工作方式（耗電量?jī)H為靜態(tài)顯示模式的1.8％）、調(diào)試方便、時(shí)間校準(zhǔn)方便。電路中的振蕩器XT為目前多數(shù)石英晶體電子表中使用的頻率為215=32768HZ的石英晶體，經(jīng)IC（2CC4060）組成的14級(jí)2分頻和IC3A（CD4518）組成的一級(jí)2分頻后可得到1HZ的“秒”脈沖信號(hào)。用6個(gè)40161分別控制6個(gè)數(shù)碼管，用邏輯門(mén)電路選擇各個(gè)數(shù)碼管的最大數(shù)字，比如說(shuō)輸出9，就要對(duì)應(yīng)的輸入二進(jìn)制數(shù)1001，輸出3對(duì)應(yīng)0011，1對(duì)應(yīng) 0001。邏輯門(mén)電路選擇好最大數(shù)，就接入下一個(gè)40161的 CLK 端，來(lái)進(jìn)位。MR端要接入與非門(mén)和40106之間，讀取最大數(shù)。我們?cè)O(shè)計(jì)的是實(shí)現(xiàn)0~9,0~5,0~1,0~2的進(jìn)位方式。從秒開(kāi)始，0~59，分0~59，時(shí)0~11.3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.2.1 原理圖及說(shuō)明

時(shí)LED數(shù)碼管分LED 數(shù)碼管秒LED數(shù)碼管時(shí)計(jì)數(shù)（十二進(jìn)制）分計(jì)數(shù)（六十進(jìn)制）秒計(jì)數(shù)（六十進(jìn)制）時(shí)校準(zhǔn)分校準(zhǔn)晶體振蕩器分頻器（1）電路原理框圖

（2）電路原理圖

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用555電路構(gòu)成的1KHz多諧振蕩器，調(diào)節(jié)電阻R3可以改變輸出信號(hào)頻率。74LS160是二，五，十進(jìn)制同步加法器，用三片74LS90構(gòu)成三級(jí)十分頻器，將1KHz矩形波分頻得到1Hz基準(zhǔn)秒計(jì)時(shí)信號(hào)。由于74LS160是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，分別將個(gè)位接成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，十位接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，分別將個(gè)位的RCO輸出端接十位的9腳端，就構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，用兩個(gè)相同的60進(jìn)制計(jì)數(shù)器分別做作為秒，分計(jì)時(shí)，并在個(gè)位和十位輸出端接上數(shù)碼顯示管顯示小時(shí)計(jì)數(shù)器直接采用整體反饋清零法構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。工作原理：振蕩電路產(chǎn)生的1KHZ脈沖信號(hào)經(jīng)三級(jí)十分頻電路分頻后產(chǎn)生的1HZ脈沖信號(hào)輸入74LS90N連成的60進(jìn)制秒計(jì)數(shù)器，再由秒計(jì)數(shù)器每60秒進(jìn)位輸出給60進(jìn)制分鐘計(jì)數(shù)器，分鐘計(jì)數(shù)器滿(mǎn)60后產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)輸入給24進(jìn)制小時(shí)計(jì)數(shù)器，從而實(shí)現(xiàn)12小時(shí)制電子鐘的功能。

3.2.2 具體設(shè)計(jì)

3.2.2.1.小時(shí)計(jì)時(shí)電路

小時(shí)計(jì)時(shí)電路由兩塊4033B和4081芯片7段譯碼器組成12進(jìn)制計(jì)數(shù)電路。該電路譯碼器能識(shí)別數(shù)字00到11的計(jì)數(shù)，當(dāng)接收到從“分”傳來(lái)信號(hào)到芯片4033的第1個(gè)管腳時(shí)，使得在小時(shí)的計(jì)數(shù)模塊進(jìn)行加1，每接收到一次信號(hào)，即進(jìn)行一次計(jì)數(shù)，計(jì)一次為一小時(shí)，同時(shí)將信號(hào)反饋回“分”，使得將計(jì)數(shù)清零。即可可以將小時(shí)從“00”到“11”后，在繼續(xù)計(jì)時(shí)時(shí)，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)將會(huì)被置回“00”。使整個(gè)計(jì)數(shù)器在小時(shí)的計(jì)數(shù)模塊成為從“00”到“11”到清零循環(huán)回“00”到“11”這樣的12進(jìn)制的12個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的計(jì)時(shí)方法。3.2.2.2.分鐘計(jì)時(shí)電路

與小時(shí)計(jì)時(shí)模塊相比，分鐘計(jì)時(shí)模塊相對(duì)簡(jiǎn)單些。它的電路原理是由于兩塊4033B芯片組成的60進(jìn)制的分鐘計(jì)數(shù)方式，該譯碼器電路能識(shí)別信號(hào)59，整個(gè)計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)方式是從“00”到“01”“02”.....“59”在到“00”的共60個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的自動(dòng)連續(xù)循環(huán)模式。3.2.2.3.秒鐘計(jì)時(shí)電路

秒鐘的計(jì)數(shù)又有些相同與不同。它同樣是由4033B兩塊芯片進(jìn)行構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)。該譯碼器識(shí)別信號(hào)至59，然后清零循環(huán)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)方式與分鐘計(jì)數(shù)方式一樣。但除了4033B芯片外，外加了4060和4518兩塊芯片。外加了兩塊芯片使得在秒鐘計(jì)數(shù)模塊有了自動(dòng)的計(jì)數(shù)方法。而不是通過(guò)外來(lái)校準(zhǔn)不停的進(jìn)行調(diào)整計(jì)數(shù)。

3.2.2.4.手動(dòng)時(shí)間校準(zhǔn)電路的設(shè)計(jì)

S1和S2分別為“小時(shí)”與“分”的手動(dòng)校準(zhǔn)電路。S1按動(dòng)一次，在小時(shí)計(jì)時(shí)部位計(jì)數(shù)加1，S2按動(dòng)一次，在分鐘計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)數(shù)碼管顯示上顯示加1,。濾波電路C3、R10和C4、R13分別用來(lái)吸收S1和S2的動(dòng)作產(chǎn)生的電壓抖動(dòng)。二極管D1、D2分別為“小時(shí)”與“分”校準(zhǔn)電路與相鄰下一級(jí)計(jì)數(shù)器“清零”端R之間的單向隔離文件。R11、R12為手動(dòng)校準(zhǔn)電路的限流范圍。3.2.2.5.光敏電阻的設(shè)計(jì)

光敏電阻R1～R6分別為數(shù)碼管DS1～DS6夜間工作在節(jié)電模式時(shí)的亮度自動(dòng)控制電路。光敏電阻可選用MG41-22或MG45-

12、或5606、6106型（亮電阻≤2KΩ，暗電阻≥900KΩ）。每只數(shù)碼管的公共端第3（8）腳通過(guò)一光敏電阻串聯(lián)晶體開(kāi)關(guān)管9013接地。當(dāng)夜晚室內(nèi)光線較暗時(shí)，數(shù)碼管自動(dòng)降低亮度。數(shù)碼管DS1～DS6采用超高亮度的數(shù)碼管5011型，這種LED數(shù)碼管耗電為普通數(shù)碼管的十分之一，每個(gè)段碼的驅(qū)動(dòng)電流僅為1mA，就可以發(fā)出普通數(shù)碼管20mA

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工作電流時(shí)相同的亮度。當(dāng)其工作電流達(dá)20mA時(shí)，發(fā)出光亮足以保證在室外陽(yáng)光下正常顯示。該控制電路可使數(shù)碼管顯示的供電電流降低到原來(lái)的1/30，即為10～15 mA的水平。開(kāi)關(guān)管Q1～Q3選用9013（40V、0.5A、0.625W、低頻）可滿(mǎn)足控制兩個(gè)數(shù)碼管陰極電流通斷的要求。本設(shè)計(jì)還充分利用芯片CD4033的“零”數(shù)字消隱功能，即當(dāng)十位上海數(shù)字為零時(shí)，該數(shù)碼管不亮。例如，當(dāng)時(shí)間為9時(shí)8分5秒，不是顯示“09”時(shí)“08”分“05”秒，而是顯示“9”時(shí)“8”分“5”秒，該設(shè)計(jì)方案可使數(shù)碼管顯示的供電電流降低到原來(lái)的1.8％，即為5～9 mA的水平，可大大降低電源的能耗。主要元器件的介紹

4.1 40161------4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（有預(yù)置端，異步清除）

40161是4位可編程計(jì)數(shù)器，復(fù)位采用異步方式，當(dāng)CLEAR為低電平時(shí)，使四個(gè)輸出端均置為低電平，而與CLOCK、/LOAD或PE、TE輸入的狀態(tài)無(wú)關(guān)，/LOAD為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器無(wú)效，使輸出端在下一時(shí)鐘脈沖與設(shè)置的數(shù)據(jù)一致，并與PE、TE輸入端的狀態(tài)無(wú)關(guān)。

N位同步級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器可由超前進(jìn)位電路實(shí)現(xiàn)，不需要外加控制，此功能由兩個(gè)計(jì)數(shù)控制輸入端和進(jìn)位輸出端完成。PE、TE輸入端均為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)有效，當(dāng)計(jì)數(shù)超過(guò)“15”時(shí)，進(jìn)位輸出端CARRY OUT(CO)即產(chǎn)生一正向輸出脈沖，其脈沖寬度約等于Q1輸出正向?qū)挾龋苏蛞绯鲞M(jìn)位脈沖可使下一級(jí)聯(lián)電路有效，時(shí)鐘無(wú)論為高電平或低電平，均可實(shí)現(xiàn)PE或TE輸出的邏輯轉(zhuǎn)換。

4.2 CD40106 CD40106由六個(gè)施密特觸發(fā)器電路組成。每個(gè)電路均為在兩輸入端具有施密特觸發(fā)器功能的反相器。觸發(fā)器在信號(hào)的上升和下降沿的不同點(diǎn)開(kāi)、關(guān)。上升電壓(V T+)和下降電壓(V T-)之差定義為滯后電壓。它的2 4 6 8 10 12引腳是數(shù)據(jù)輸出端，1 3 5 9 11 13是數(shù)據(jù)輸入端，14是電源正，7接地。

CD4016引腳圖

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4.3 CD4009 CD4009是十六進(jìn)制的CMOS緩沖器/變換器 電路板的安裝與測(cè)試

為了方便檢測(cè)，電路有6位數(shù)碼管安裝在CD4033的上方，分別顯示出時(shí)“00~11”分“00~59”秒“00~59”的時(shí)鐘顯示。根據(jù)電路的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在安裝過(guò)程中，基于測(cè)試同時(shí)進(jìn)行。在安裝測(cè)試順序是①1HZ脈沖信號(hào)的產(chǎn)生電路，運(yùn)用邏輯筆測(cè)試芯片IC34的Q0端的“1HZ”的脈沖輸出信號(hào)；②“秒鐘”計(jì)數(shù)/譯碼/顯示電路，顯示0秒鐘~59秒鐘，運(yùn)用邏輯筆測(cè)試芯片IC5A第3期的“滿(mǎn)60秒進(jìn)一”的進(jìn)位脈沖輸出信號(hào)；③“分”鐘計(jì)數(shù)/譯碼/顯示電路，顯示0分鐘~59分鐘，運(yùn)用邏輯筆測(cè)試芯片IC58第四腳的“滿(mǎn)60進(jìn)一”的進(jìn)位脈沖輸出信號(hào)；④“小時(shí)”計(jì)數(shù)/譯碼/顯示電路，顯示0小時(shí)~12小時(shí)，運(yùn)用邏輯筆測(cè)試芯片IC5C第10腳的“清零”脈沖輸出信號(hào)；⑤分別按動(dòng)開(kāi)關(guān)S1、S2，測(cè)試時(shí)間校準(zhǔn)電路的功能及可靠性；⑥用厚紙片遮蔽敏光電阻的上方，觀測(cè)數(shù)碼管亮度顯示接受控制前后的響應(yīng)情況。6個(gè)單元電路組裝合格后，電路可以顯示12小時(shí)內(nèi)的任一時(shí)間。時(shí)間校準(zhǔn)電路組裝完成后，可以校準(zhǔn)當(dāng)前時(shí)間，并驗(yàn)證一晝夜

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24小時(shí)的計(jì)時(shí)誤差是否在一定范圍內(nèi)；然后在一定電源內(nèi)測(cè)量整機(jī)最大工作電流是否也在一定范圍之間。

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第五篇：?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)(基于多路數(shù)字搶答器)（范文）

一、概述

大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活中，會(huì)遇到各種各樣的競(jìng)賽，搶答器便成為了主要的工具之一。而現(xiàn)在的搶答器智能化越來(lái)越強(qiáng)，這必然會(huì)提高搶答器的成本。本搶答器與其他搶答器電路相比較成本低、制作方便，并且還有作弊顯示功能。因此，這款四路搶答器摒棄了成本高、體積大、操作復(fù)雜等不足。我們采用了數(shù)字顯示器直接指示，因而本搶答器具有顯示直觀，操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。

二、主要功能及技術(shù)指標(biāo)

搶答器的工作原理是用矩陣式鍵盤(pán)進(jìn)行搶答。采用動(dòng)態(tài)顯示組號(hào)。主持人按下開(kāi)始搶答鍵才可以搶答。主持人沒(méi)有按下開(kāi)始搶答按紐（P3.2），有人搶答則搶答違規(guī)，報(bào)警并顯示組號(hào)，主持人按下開(kāi)始搶答開(kāi)關(guān)重新?lián)尨稹Ｖ鞒秩税聪麻_(kāi)始搶答按紐（P3.2），蜂鳴響聲提示，且數(shù)碼管10秒倒計(jì)時(shí)（10秒內(nèi)搶答有效），有人在10秒搶答，蜂鳴器響聲提示并顯示他的組號(hào)，3秒開(kāi)始20秒倒計(jì)時(shí)（20秒內(nèi)必須回答完問(wèn)題）。20秒后主持人按下復(fù)位開(kāi)關(guān)為下一題的搶答做準(zhǔn)備。單片機(jī)最小系統(tǒng)、搶答按鍵模塊（四位并行數(shù)碼顯示、1*4矩陣式鍵盤(pán)）、顯示模塊、搶答開(kāi)關(guān)模塊、蜂鳴器輸出模塊。

三、系統(tǒng)組成及原理

1、分圖

四、軟件

1、分配流程圖

初始化開(kāi)始

20秒回答問(wèn)題時(shí)間到并響聲提示調(diào)用讀鍵子程序作為延時(shí)程序設(shè)定定時(shí)器初值并啟動(dòng)定時(shí)器中斷條件是否滿(mǎn)足Y開(kāi)中斷并響聲提示NN讀鍵盤(pán)是否有鍵按下Y調(diào)用顯示搶答違規(guī)并報(bào)警子程序報(bào)警提示編號(hào)10秒搶答倒計(jì)時(shí)開(kāi)始顯示顯示違規(guī)者編號(hào)是否有按鍵按下NY調(diào)用搶答者獲得回答的子程序10到時(shí)中斷并返回響聲提示設(shè)定定時(shí)器初值并啟動(dòng)顯示搶答者并且3秒后倒計(jì)時(shí)RET3

2、源程序

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP ESS1 ORG 0100H MAIN:SETB EA SETB EX1 SETB IT1;外部中斷1初始化 L16:MOV P1,#0FFH MOV R2,#00H CLR P1.0 INC R2 JB P1.4,L0 LCALL DE0 L0:INC R2 JB P1.5,L1 LCALL DE0 L1:INC R2 JB P1.6,L2 LCALL DE0 L2:INC R2 JB P1.7,L3 LCALL DE0 L3:SETB P1.0 CLR P1.1 INC R2 JB P1.4,L4 LCALL DE0 L4:INC R2 JB P1.5,L5 LCALL DE0 L5:INC R2 JB P1.6,L6 LCALL DE0 L6:INC R2 JB P1.7,L7 LCALL DE0 L7:SETB P1.1 CLR P1.2 INC R2 JB P1.4,L8 LCALL DE0 L8:INC R2

JB P1.5,L9 LCALL DE0 L9:INC R2 JB P1.6,L10 LCALL DE0 L10:INC R2 JB P1.7,L11 LCALL DE0 L11:SETB P1.2 LJMP L16;讀行列式鍵盤(pán) ESS1:MOV 70H,#30D;外部中斷1 MOV R7,#0CH CLR P3.0 S2:LCALL DELAY DJNZ 70H,S2 SETB P3.0;蜂鳴器提示開(kāi)始搶答 MOV TMOD,#00010000B MOV R3,#0AH L20:MOV 55H,#14H L19:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H;定時(shí)器1初始化 SETB TR1;啟動(dòng)定時(shí)器1 MOV A,R3 MOV B,#0AH DIV AB MOV DPTR,#TAB MOVC A,@A+DPTR MOV 53H,A CLR P2.4 MOV P0,53H LCALL DELAY1 SETB P2.4 MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV 54H,A CLR P2.5 MOV P0,54H LCALL DELAY1 SETB P2.5 L18:JNB TF1,L18 CLR TF1 DJNZ 55H,L19 DEC R3 CJNE R7,#00H,D6

LJMP D5 D6:CJNE R3,#0FFH,L21 LJMP L22 L21:LJMP L20;搶答倒計(jì)時(shí) L22:MOV 73H,#02D S5:MOV 70H,#20D MOV 71H,#20H CLR P3.0 S4:LCALL DELAY DJNZ 70H,S4 SETB P3.0 S6:LCALL DELAY DJNZ 71H,S6 DJNZ 73H,S5;搶答倒計(jì)時(shí)時(shí)間到聲音提示 D5:RETI DE0:MOV DPTR,#TAB;搶答違規(guī)報(bào)警并顯示搶答違規(guī)組號(hào) MOV A,R2 MOV B,#0AH S10:MOV 72H,#20D MOV 73H,#10D CLR P3.0 S8:LCALL LCC DJNZ 72H,S8 SETB P3.0 S9:LCALL LCC DJNZ 73H,S9 DJNZ 71H,S10 L17:LCALL LCC LJMP L17 LCC:CLR P2.4 MOV P0,50H LCALL DELAY DELAY1:MOV P1,#0FFH;正常搶答讀鍵 MOV R4,#250D W17:MOV R2,#00H CLR P1.0 INC R2 JB P1.4,W0 LCALL DE1 W0:INC R2 JB P1.5,W1 LCALL DE1 W1:INC R2 JB P1.6,W2 LCALL DE1 W2:INC R2 JB P1.7,W3 LCALL DE1 W3:SETB P1.0 CLR P1.1 INC R2 JB P1.4,W4 LCALL DE1 W4:INC R2 JB P1.5,W5 LCALL DE1 W5:INC R2 JB P1.6,W6 LCALL DE1 W6:INC R2 JB P1.7,W7 LCALL DE1 W7:SETB P1.1 CLR P1.2 INC R2 JB P1.4,W8 LCALL DE1 W8:INC R2 JB P1.5,W9 LCALL DE1 W9:INC R2 JB P1.6,W10 LCALL DE1 W10:INC R2 JB P1.7,W15 LCALL DE1 W15:SETB P1.3 DJNZ R4,W16 LJMP W18 W16:LJMP W17 W18:RET DE1:MOV P1,#0FFH;MOV 70H,#20D CLR P3.0 S3:LCALL DELAY DJNZ 70H,S3 SETB P3.0 SETB P2.0 搶答成功聲音提示及回答問(wèn)題時(shí)間20秒倒計(jì)時(shí)7

SETB P2.1 MOV DPTR,#TAB MOV A,R2 MOV B,#0AH DIV AB MOVC A,@A+DPTR MOV 56H,A MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV 57H,A MOV TMOD,#00000001B MOV R5,#16H L32:MOV R6,#14H L31:MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H SETB TR0 CLR P2.4 MOV P0,56H LCALL DELAY SETB P2.4 CLR P2.5 MOV P0,57H LCALL DELAY SETB P2.5 CJNE R5,#14H,L34 LJMP L35 L34: JC L35 LJMP L30 L35: MOV A,R5 MOV B,#0AH DIV AB MOVC A,@A+DPTR MOV 58H,A MOV A,B MOVC A,@A+DPTR MOV 59H,A CLR P2.6 MOV P0,58H LCALL DELAY SETB P2.6 CLR P2.7 MOV P0,59H LCALL DELAY SETB P2.7 L30:JNB TF0,L30 CLR TF0 DJNZ R6,L31 DEC R5 CJNE R5,#0FFH,L32 MOV P1,#0FFH MOV 70H,#50D CLR P3.0 S7:LCALL DELAY DJNZ 70H,S7 SETB P3.0 MOV P2,#0FFH MOV R3,#00H MOV R7,#00H RET DELAY:MOV 51H,#10D;延時(shí)子程序 D0:MOV 52H,#248D D1:DJNZ 52H,D1 DJNZ 51H,D0 RET TAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH END

五、分析

這次實(shí)訓(xùn)遺憾的是，我的實(shí)訓(xùn)材料是買(mǎi)的成品的板，沒(méi)有自己去焊制自己的實(shí)訓(xùn)板，當(dāng)然這節(jié)省了一些時(shí)間，但是，在原理圖上確實(shí)也花費(fèi)了一些時(shí)間。對(duì)于四路搶答器的程序方面，也有需要改進(jìn)的地方，有很多的不合適的地方，比如，在違規(guī)搶答倒計(jì)時(shí)方面，當(dāng)你違規(guī)搶答時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)20秒的倒計(jì)時(shí)，和正常搶答的一樣。所以，在以后的編程和調(diào)試過(guò)程中還應(yīng)該注意這種小的毛病。

六、體會(huì)

本次實(shí)訓(xùn)使我對(duì)單片機(jī)有課更加深入的了解，以及對(duì)匯編語(yǔ)言的編程有了更進(jìn)一步的體會(huì)，知道在編程的過(guò)程中會(huì)有大量的錯(cuò)誤產(chǎn)生，一次一次的修改，有時(shí)真的比較麻煩。在最初讀程序的過(guò)程中，也遇到過(guò)大量的程序讀不懂，在編程的過(guò)程中，確實(shí)話費(fèi)了很多的時(shí)間。

在此我非常要感謝的是各位知道老師不遺余力的指導(dǎo)，同樣也非常感謝同學(xué)的幫助，在我不懂程序時(shí)幫助我完善程序。這次實(shí)訓(xùn)能夠順利的完成，當(dāng)然與我個(gè)人的努力也是分不開(kāi)的。

七、參考文獻(xiàn)

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[2]李泉溪《單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)例仿真》北京航天航空大學(xué)出版社 2009年

[3] 張洪潤(rùn)《單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)200例》北京航空航天大學(xué)出版社2006年 [4] 萬(wàn)光毅《單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程》北京航天航空大學(xué)出版社2003年