八路抢答器电子技术课程设计综合实训报告

安徽工贸职业技术学院课程设计1AnhuiVocational&TechnicalCollegeofIndustry&Trade课程设计综合实训报告八路数字显示抢答器所在系院：电气与信息工程系专业班级：2012级机电一体化技术（3）班学生学号：XXXXXXXXX学生姓名：XXXX课程名称：电子技术课程设计指导教师：XXX2013年6月1日安徽工贸职业技术学院课程设计2课程设计综合实训任务书学生姓名乔国栋专业年级2012级机电一体化技术（3）班课程设计题目：八路数字显示抢答器课程设计目的、要求：通过课程设计，使学生加强对电子技术电路的理解，学会查询资料、方案比较，以及设计计算及制作调试等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力。1、深入的了解元器件的使用方法；2、了解各种元器件的基本用途和方法；3、能够灵活敏捷的分析、判断及解决电路中出现的故障；4、积累更多电路设计的经验；5、加强焊接能力和技巧、完成基本的要求；要求学生根据技术指标进行理论设计，并制作调试完成。课程设计题目有指导老师提供，一般1~2人一组。课程设计的主要内容：电视台常举办各种智力竞赛，强大记分器是必要设备。现制作一个简易的八路抢答器。抢答器同时可供八名选手参加比赛，分别用8个按钮S1~S8表示。同时设置一个系统清除和抢答控制开关S0，该开关有主持人控制。用来控制系统的清零和抢答的开始。抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手安东抢答按钮，编号立即锁存，并在数码管上显示选手的编号。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。指导教师评语成绩评定：指导教师（签名）：年月日安徽工贸职业技术学院课程设计3目录引言.............................................................................................................................................................1一、设计任务、要求及方案.......................................................................................................................2（一）设计任务.............................................................................................................................2（二）设计要求.............................................................................................................................2（三）设计方案.............................................................................................................................32、单元电路设计...........................................................................................................................4二、八路数字显示抢答器设计与制作...................................................................................................11（一）电路设计...........................................................................................................................11（二）电路制作：...............................................................................................................................12总结...........................................................................................................................................................16参考文献.......................................................................................................................................................17安徽工贸职业技术学院课程设计1引言在这个竞争激烈的社会中，知识竞赛，评选优胜，选拔人才之类的活动愈加频繁。在竞赛中，都是多个选手一起参加，如果采用举手回答问题的这个方式来进行竞赛已经不适应社会的需要。并且在主持人提出的问题时候，如果让选手用举手等方法来进行抢答，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。而在当今社会里，比赛要追求准确、公正、直观地判断出第一抢答者，这时候智能抢答器就派上用场了。智能抢答器是一种应用十分广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它都能客观、迅速地判别出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只是由几个三极管、可控硅、发光管等器件组成的，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数智能抢答器都由单片机或数字集成电路构成的，并且新增了许多功能，如选手号码显示，抢按前或抢按后的计时，选手得分显示等功能。随着科技的发展，现在的抢答器向着数字化、智能化的方向发展，这就必然提高了智能抢答器的制造成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器肯定很有市场。因此，我选择简易逻辑数字抢答器这一课题。八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存译码驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。优先编码电路、CD4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出，用报警电路对时间进行严格控制，这样就构成了八路智能抢答器电路。抢答器是一个机关学校开展智力竞赛活动必不可少的设备，广泛应用于学校、教育部门、企事业工会组织、俱乐部等单位组织举办各种知识、技术竞赛及文娱活动时作抢答使用。但抢答器的使用频率校低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，质量较差。作为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展。目前多数智能抢答器存在一下几点不足：首先，现场线路连接复杂。因为每个选手位于抢答现场的不同位置，每个选手与控制台之间要有长长的连接线。选手越多，连接线就越多、越乱，这些连接线不仅影响了现场的美观，而且降低了抢答器的可靠性，增加了安装的难度，甚至影响了现场人员的走动。其次，电路复杂。因为简单逻辑电路只完成号码处理、计时、数据运算等功能，其它功能如选手号码的识别、译码、计分显示等仍只能通过数字集成电路完成。采用简单逻辑电路扫描技术识别选手抢按号码时，电路的延迟时间较大。最后，容易出现选手抢按成功现象。安徽工贸职业技术学院课程设计2一、设计任务、要求及方案（一）设计任务1、每天的实训内容：周一和周二进行焊接练习，周三焊接练习、元器件的识别与质量检测，产品包装与焊接调试。周四元器件安装于焊接、调试及产品外包装的设计和实习报告的撰写。周五实习报告撰写和成绩考核与考评。2、设计并制作（1）通过自己对课本的知识的学习与应用和小组一起设计一个电子产品，并画出它的电路图，标出图上元件符号及其参数。（2）根据电路图上的元件及其参数在附近商场或是在网上买到电路图上所需的元件。3、元件及其测量工作.（1）买到元件后检查元件是否损坏,检查元件的个数是否正常。（2）对元件进行测量测出元件工作参数对照电路图找出相应位置。4、用元件连接电路并调试成功。（二）设计要求根据实验原理和实验器材设计所需要的电路模型，完成实验步骤和实验过程，得出结论。1、焊接所注意的事项：（1）设计的方法和原理。焊接一般分四步骤进行：安徽工贸职业技术学院课程设计3准备焊接：清洁被焊元件处的积尘及油污，再将被焊元器件周围的元器左右掰一掰，让电烙铁可以触到被焊元器件的焊锡处，以免烙铁头伸向焊接处时烫坏其他元器件。焊接新的元器件时，应对元器件引线镀锡。加热焊接：将沾有少许焊锡和松香的电烙铁头接触被焊元器件约几秒钟。若是要拆下硬刷板上的元器件，则待烙铁头加热后，用手或镊子轻松拉动元器件，看是否可以取下。清理焊接面：若所焊部位焊锡过多，可以将烙铁头上的焊锡甩掉（注意不要烫伤皮肤，也不要甩到硬刷电路板上）用光烙锡头“沾”些焊锡出来。若焊点焊锡过少，不圆滑时，可以用电烙铁“蘸”些焊锡对点进行补焊。检查焊点：看焊点是否圆润、光亮、牢固，是否与周围元器件连焊的现象。（2）造成焊接质量不高的常见原因是：焊锡用量过多，形成焊点的锡堆积；焊锡过少，不足以包裹焊点。冷焊。焊接时烙铁温度过低或加热时间不足，焊锡未完全融化、侵润、焊锡表面不光亮(不光滑)，有细小裂纹（如同豆腐渣一样）夹松香焊接，焊锡与元器件或印刷板之间夹着一层松香，造成电接不良。若夹杂加热不足的松香，则焊点下有一层黄褐色松香膜，若加热温度不高，则焊点下有一层碳化松香黑色膜。对于有加热不足的松香膜的情况。可以用烙铁进行补焊。对于已形成黑膜的，则要“吃”进焊锡，清洁被焊元器件或印刷板表面，重新进行焊接才行。焊锡连桥：指焊锡量过多，造成元器件的焊点之间短路。对于超小元器件及细小印刷电路板进行焊接时要尤为注意。焊剂过量：焊点明围松香残渣过多，当少量松香残留时，可以用电烙铁再轻轻加热一下，让松香挥发掉，也可以用蘸有无水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊剂。焊接表面的焊锡形成尖锐的突尖，这是由于加热温度不足或焊剂过少，以及烙铁离开焊点时角度不大造成的。（三）设计方案1、八路数字抢答器总体方框图如图所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始抢”答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。安徽工贸职业技术学院课程设计4选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作清除和开始状态开关。2、单元电路设计（1）抢答器电路设计电路如图所示。电路选用优先编码器74LS148和锁存器74LS297来完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关S置于清除端时，RS触发器的R、S端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端（图中5号端）＝0，使之处于工作状态。当开关S置于开始时，抢答抢答按钮优先编码电路锁存器译码电路译码显示主持人控制开关控制电路报警电路秒脉冲产生电路定时电路译码电路显示电路4器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO(图中4端)=