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-1-级计算机专业（本科）数字逻辑课程课程设计报告班级：姓名：学号：同组成员：指导老师：日期：课程设计名称：六路抢答器的设计课程设计地点：电子工程学院数字电路实验室、计算机学院机房课程设计目的：熟悉数字系统设计的一般方法；熟悉数字系统开发的方法；熟悉555集成定时器的组成及工作原理；掌握数字抢答器的设计；掌握集成编码器、译码驱动器的工作原理与使用方法。用虚拟电子工作平台”（ElectronicsWorkbench），简称EWB，分析、设计数字电子电路仿真电路。使用虚拟测试仪器对电路进行仿真实验如同置身于实验室使用真实仪器测试电路，既解决了购买大量元器件和高档仪器的难处，又避免了仪器损坏等不利因素。-2-领取元器件和面包板搭电路调试并验收。提高学生综合分析、设计的思维能力和实际动手能力。课程设计内容：设计六路抢答器。主持人按复位键后进行抢，参赛人数为六人，若有参赛者按键抢答，轰鸣器鸣响，提示有人抢答，同时，数码管显示抢答者序号。课程设计器件：74LS04一片；74LS32一片；74LS30一片；74LS74三片；74LS147一片；555一片；74LS48一片；轰鸣器1个；共阴极数码管一只；复位开关1个；抢答按钮6个；面包板3块；电阻20欧1个，1K14个，10K1个，电容0.01u1个，0.1u1个；导线若干；5V电源。课程设计步骤：(1)分析课题，和同学讨论该如何着手课程设计；(2)分析老师所给的原理图，了解每个芯片的作用，分析接线的作用；(3)根据原理图，画出一个事物连线图；(4)按照实物连线图在事物中接线仿真；(5)检查连接好的电路是否有错，若有，并纠正；(6)上交实物作品；(7)写报告，总结。电路原理：1、555振荡器原理和振荡频率555构成的多谐振荡器的工作原理如图所示：接通电源Vcc后，Vcc经电阻R1和R2对电容C充电，其电压Vc由0按指数律上。当Vc-3-≧2/3Vcc时，电压比较器C1和C2的输出分别为Vc1=0,Vc2=1,基本RS触发器被置0，Q等于0，Q非等于1，输出VO跃到低电平VOL。于此同时。放电管V导通，电容C经电阻R2和放电管V放电，电路进入暂稳态。随着电容C的放电，Vc随之下降。当Vc下降到Vc≦1/3Vcc时，则电压比较器C1和C2的输出Vc1=1和Vc2=0，基本RS触发器被置为1，Q等于1，Q非等于0，输出VO由低电平VOL跃到高电平VOH。同时因Q非等于0，放电管V截止，电源Vcc又经过R1和R2对电容C充电。电路又回到第一暂稳态。因此，电容C上的电压Vc在2/3Vcc和1/3Vcc之间来回充电和放电，从而使电路产生振荡，输出矩形脉冲。T=0.7*(1+20)*103*0.1*10-6=1.47*10-3=1.47ms-4-F=1/t=680HZ2、轰鸣器鸣响的原理将NE555多谐振荡器与轰鸣器连接起来，前一个振荡器的输出接到后一个振荡器的复位端，后一个振荡器的输出接到扬声器上。这样，只有当前一个振荡器输出高电平时，才驱动后一个振荡器振荡，扬声器发声；而前一个振荡器输出低电平时，导致后面振荡器复位并停止振荡，此时扬声器无音频输出。3、数码管显示抢答者序号的原理共阴极数码管引脚图（↓）数码管的显示开始置零后，开始抢答，首先断开开关的抢答者的序号会在74LS30中锁存，其他抢答器被封锁导致其他抢答者无法再进行抢答，而此抢答序号就会通过74LS147优先编码器的编码优先录入较大的序号，因为74LS147输出是反码所以要经过非门才输入到74LS48对应的ABCD接线口处，最后再通过74LS48译码器将二进制-5-编码编译为可在数码显示管的相应序号。复位后又可再次进行抢答，数码管也会显示相应抢答序号。74LS48的OA~OF管脚处对应的连接到上图数码管的abcdefg接线口。4、时钟信号有效期间时钟信号只在CP信号的上升沿有效，CP=0时状态保持，CP=1时，也保持。当形成新的CP脉冲时输出与D的前一个状态相同。5译码器7448功能数字显示译码器是驱动显示器的核心部件，它可以将输入代码转换成相应的数字显示代码，并在数码管上显示出来。下面所示为七段显示译码器7448的引脚图，其中输入A3、A2、A1和A0（即为D、B、C、A）接收四位二进制码，输出a～g（即为OA~OG）为高电平有效，可直接驱动共阴极显示器，三个辅助控制端、、，以增强器件的功能，扩大器件应用。7448的真值表如表下图所示。从功能表可以看出，对输入代码0000，译码条件是：灯测试输入和动态灭零输入同时等于1，而对其他输入代码则仅要求=1，这时候，译码器各段a～g输出的电平是由输入代码决定的，并且满足显示字形的要求。-6-译码器7448的引脚图7448功能表消隐输入BI/RBO-7-BI/RBO是特殊控制端，有时作为输入，有时作为输出。当BI/RBO作输入使用且BI’＝0时，无论其它输入端是什么电平，所有各段输入a～g均为0，所以字形熄灭。试灯输入LT当LT’＝0时，BI/RBO是输出端，且RBO’＝1，此时无论其它输入端是什么状态，所有各段输出a～g均为1,显示字形8。该输入端常用于检查7488本身及显示器的好坏。动态灭零输入RBI当LT’＝1，RBI’＝0且输入代码DCBA＝0000时，各段输出a～g均为低电平，与BCD码相应的字形熄灭，故称“灭零”。利用LT’=1与RBI’=0可以实现某一位的“消隐”。此时BI/RBO是输出端，且RBO’=0。实验总结及体会：提示：实验结果、课程设计知识与能力收获、心得体会经过一个星期的课程设计，收获甚多。首先是对各种芯片，由陌生到熟悉；对课本知识，从不懂到精通；对课程设计，从厌倦到喜欢、、、这是一种进步，一场革命。在这里，要恭喜自己还有同组的伙伴，因为我们终于完成了使命，取得了革命的胜利。说真的，我们的课程设计道路很曲折。虽然说，一开始，我们很快就弄懂了那些原理图，进入到实物接线中。但从接线开始，老天就开始考验我们。第一次接线，我们是从周六的中午一点开始，刚刚接触实物，发现问题百出。如芯片的排版，如何连接比较好看又省线-8-等。因此，我们要边接边讨论。累了就站起来松松筋骨。到了那天晚上九点半，终于把线接好了。检查了一下，看没有什么问题，于是就接通电源试试，老天还真的很疼我们，居然一次就全都把数字给我显示出来了，那个高兴啊，都尖叫起来了。但后来发现，那个复位开关用不了。~~~~(_)~~~~。于是我们就进行检查，很认真地对着图，看了一遍又一遍，好不容易才找到一个错误，结果就把它改了一下。老天也真会开玩笑吖，这么一改，居然就全都没了，那个伤心，连吃东西的胃口都没有了。于是两个人又讨论起来，边讨论边改，还是没反应。最后发现面包板都发出臭味了。于是我们就以为面包板都被烧掉了。决定把线拆了，重新来过，结果发现，有电线断了。隔了一天，我们决定进行第二次接线，由于有了第一次的经验，第二次快多了。我们只用了两个半钟就接好了，可是还是不行啊，又有错了，我改我改我改，终于把我那可恶又可爱的抢答器给做出来了。我依然清晰地记得：看到它会鸣响，能复位，可抢答的那一刻，我们两个人激动得尖叫了起来。那种自豪感油然而生。经过这次的实验，我对一些测试硬件、软件及其使用有了更深刻的认识，如WEB软件。同时也明白了课程设计是一个能够考核我们多方面能力的课程，如对课本知识的掌握，对作图的熟练程度，动手能力，团结协助能力以及培养了我在实践中研究问题，分析问题和解决问题的能力还培养了良好的工程素质和科学道德等等。当然，我们做实验绝对不能人云亦云，要有自己的看法，这就要求我们就要有充分的准备，明白课程设计的意义所在。在实验过程中，我们应该尽量减少操作的盲目性，提高实验效率。-9-总的来说，经过这么一次课程设计，我又成长了不少，见识了不少。第一次接触实物总是新鲜的，但每一次的成功都会是下一次操作的动力。所以期待下一个实物课程设计，我愿意接受更大的挑战。最后，我想说一句:成功总会垂青于勤奋、刻苦、拼搏的人！加油！电路改进建议：（提示：如何拓展至8路，如何控制轰鸣器鸣响时间，如何给出抢答开始信号，等等。）改为八路，其实还是不难的，就增加一个双D触发器和一个开关，在接几根线就可以啦。