课程设计说明书
课程名称模拟/数字电子技术课程设计 题目八人智力抢答器电路 指导教师
设计起止日期
系别 专业 学生姓名 班级/学号 成绩
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目录
一：基本要求
1：教学目的……………………………………………………………3 2:教学要求……………………………………………………………3 二：课程设计内容
1：题目………………………………………………………………3 2:课程设计任务及要求…………………………………………….3 3:电路原理图设计………………………………………………….3 1):原理图设计框图………………………………………………4 2):秒脉冲发生电路………………………………………………5 3):计时显示电路………………………………………………..6 4):选手按键控制、显示及其锁存功能实现的电路图……….6 5):仿真原理图…………………………………………………..8 4:元器件参数列表………………………………………………..11 5:设计和调试过程中遇到的问题………………………………..11 6:分析仿真电路原理图和实物图是否符合要求………………..11 7:收获和总结………………………………………………………12
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模拟/数字电子技术 课程设计报告
一. 基本要求
1． 教学目的
通过理论设计、查阅资料、选择元器件、计算机辅助设计与分析、实际动手安装、调试等电子电路设计的全过程, 了解和掌握电子线路设计的一般方法，巩固和运用在电路与电子技术等课程中所学理论知识和技能，提高设计能力和动手能力，为以后从事电子线路设计和电子产品研制打下基础。同时，课程设计又是检验课堂教学效果，弥补理论教学不足，培养实际能力的重要教学环节。
2．教学要求
(1) 了解电子技术课程设计的一般方法、根据题目要求选择设计方案。
(2) 根据计算结果, 通过查阅资料和手册选择电子元器件。(可到指导教师处查手册)
(3) 学会使用电子设计自动化软件（EWB、MULTISIM）对电路进行设计、分析、验证。 (4) 根据设计方案和所选器件, 在接插板上连接成实际电路。
(5) 熟练运用常用电子仪器（示波器、万用表、信号发生器等）对电路进行测试。 (6) 写出符合要求的课程设计报告。
二．课程设计内容
1. 题目
八人智力抢答器电路设计
2．课程设计任务和要求
1）：通过理论设计，查阅资料，选择元器件，计算机辅助设计与分析，实际动手安装，调试等电子电路设计的全过程，了解和掌握电子线路设计的一般方法，巩固和运用在电路与电子技术等课程中所学的理论知识和技能，提高设计能力和动手能力，为以后从事电子线路设计和电子产品研制打下基础。
2）：8人智力竞赛抢答电路，用１～８八个开关（按键开关）表示8位选手。其功能为：启动主持人开关开始抢答，定时器开始工作，数码管显示时间，30S内如无人抢答则计数停，抢答无效。如30S内有人抢答，先抢答者的号码锁存在数码管上，同时封锁其他各位选手。
3原理电路的设计
1）：抢答器设计思路
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原理图设计框图： 计时显示电路 74LS148锁存控制 74LS75锁存器 选手编号显示电路 选手按键优先编码器
说明：主持人通过总开关控制每个控制的运行。主持人摁下开关，30s定时电路开始计时并通过计时显示电路在数码管上显示。在有效答题时间内（30s），选手摁下开关，通过优先编码器（74LS148）和选手编号显示电路在数码管上显示，并且通过D锁存器（74LS75）将该编号锁存，其他选手再摁开关不能显示，为无效抢答。若有效答题时间内（30s）无选手答题，30s后，D锁存器（74LS75）锁存，选手再抢答视为无效。 2）：对实现每个模块功能的电路分别设计 （1）：秒脉冲发生电路
秒脉冲发生电路可通过555计时器实现，参考课本，可设计电路图如下：
30s定时电路 秒脉冲发生电路 主持人开关 4
利用555构成多谐震荡器，产生秒脉冲。构成多谐振荡器的方法是把它的阈值输入端TH和触发输入端TR相连并对地接电容，对电源接电阻R1,R2,然后再将R1,R2接DIS端就可以了。
多谐振荡器的振荡周期为： T=0.7(R1+2R2)C
其输出脉冲波形图如下：
（2）：计时显示电路
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计时显示电路可通过两个74LS160芯片，通过进位来实现计数的功能
（3）选手按键控制、显示及其锁存功能实现的电路图
选手的脉冲信号通过74LS148优先编码器寄存，然后再通过D锁存器（74LS75）输出到数码管显示器。
这里的优先编码器74LS148的功能表如下：
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可以看出74LS148编码器为低电平有效，因此，此处设计选手开关一直接高电平，当选手摁下按键时，变为低电平74LS148工作，通过D锁存器对选手编号进行锁存，同时，其他选手摁键无效。本次课设的D锁存器用的是74LS75型号的芯片，我对这个芯片不太熟悉，所以在网上查了一下74LS75内部结构图，结果如下：
74LS75的功能表如下：
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（4）：将上述各部分功能电路连接，实现抢答器所需功能电路图如下
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调试过程中，个别原件忘接电源或接地，走了很多弯路，通过检查解决问题后，其仿真图如下：
当选手摁下开关，该选手所处开关为低电平，74LS148开始工作，同时通过芯片74LS30与非门和555信号脉冲组成的与门对计数电路控制，使74LS160芯片处于低电平，不再计数，实现对计数的锁存，同时，74LS148将信号传递给D锁存器74LS75，74LS75将选手编号输出到数码管显示器，同时又通过74s20和74S00组成的门电路对74LS75锁存器自身进行锁存，即使选手再摁键，通过74LS锁存器的锁存功能，只能在数码管上显示上一个显示结果，从而使该结果无效。若，有效答题时间（30S）内解答，两个74LS160芯片通过74S08和74S04门电路对74LS75锁存器有一个反馈，使74LS75锁存器对自身锁存，数码管显示0，选手此时再抢答视为无效。，经过多次运行检查，该功能完全符合本次课程设计的要求。
4：元器件参数列表
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通过对以上各部分功能电路图的分析，并综合考虑其后的总体设计，由于实验室缺少芯片74LS30，故用4输入与门74LS21代替，先将八组选手的信号与之后的两个信号再与，与图中功能相同，故将所需元器件数量、型号、编号等总结如下： 数量 1 1 3 2 9 1 2 1 型号 74LS148D 74LS75D 74S08D 74LS160D SWITCH, SPDT 74S00D 74S04D 74S20D 名称 优先编码器 D锁存器 与非门 十进制计数器 开关 与非门 非门 4输入与非门 5：设计和调试过程中遇到的问题
在设计过程中，由于对D锁存器（74LS75）不熟悉，查阅资料浪费了一些时间，对Multisim软件不熟悉，也影响了设计电路图的进度。在连接仿真电路时，74LS148的5管脚没有接地，导致运行的不正常，检查之后解决。
在连接实物图时，74LS148芯片16管脚没有接高电平5v，8管脚没有接地，导致数码管只能显示编号8，而不能显示其它的编号；74S00、74S04、74S08芯片均未接电源和地，导致电路工作不正常，使74LS75芯片不能锁存，导致其它选手还能再次抢答。这些故障经过检查全部排除。
另外：由于实验室没有我设计原理图中的74LS30芯片，改由一个4输入与门74LS21代替；555计时器组成的震荡电路输出信号不稳定，故在其输出端加一非门74LS04，课程设计实物图连接需模电（555脉冲电路）和数电（抢答器以及即时显示电路）两个试验箱，两试验箱的底线应连接在一起。
6：分析仿真电路原理图及实物图是否满足要求
这次课程设计是基于Multisim11.0仿真软件完成，其仿真部分结果截图如下：
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经多次检验完全满足题目要求
实物连接电路试验箱，经老师验证通过，满足题目要求。
7：收获和总结
这次课程设计把在课堂上学到的枯燥的东西转化成实物，让知识更形象化，调动起主动学习的兴趣。此外，通过这次课程设计，培养了我们自己动手操作的能力，并增加了很多课外知识，也对以往学习过的数字电路知识有了更深层的认识。通过对电路设计和连接实物图时对故障的排除，锻炼了我们发现问题，解决问题的能力。努力做到认真，细心。
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经多次检验完全满足题目要求
实物连接电路试验箱，经老师验证通过，满足题目要求。
7：收获和总结
这次课程设计把在课堂上学到的枯燥的东西转化成实物，让知识更形象化，调动起主动学习的兴趣。此外，通过这次课程设计，培养了我们自己动手操作的能力，并增加了很多课外知识，也对以往学习过的数字电路知识有了更深层的认识。通过对电路设计和连接实物图时对故障的排除，锻炼了我们发现问题，解决问题的能力。努力做到认真，细心。
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