文档介绍：数字电子设计性实验报告
题目: 四人抢答电路

专业: 电气工程及其自动化
班级: 一班
姓名:
学号:
日期:
设计目的和要求
1、目的:设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。
2、要求:
(1)时钟脉冲由555定时器构成的多谐振荡器实现,要求输出f=
(2)实现以上功能的基础上,增加输出显示功能。即若S1按下,在七段发光管显示1,若S2按下,在七段发光管显示2,若S3按下,在七段发光管显示3,若S4按下,在七段发光管显示4。
(3)实现(2)功能的基础上,再增加声响提示功能。即选手按动按钮,相应的编号在七段发光管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。。
(4)画出完整的电路接线图。
(5)实验中得出要求的正确结果,并接受检查。
(6)认真完成实验报告,说明实验过程中出现的故障和排除故障的方法。
实验电路图
图 1
工作原理
图1所示为四人参加智力竞赛的抢答部分参考电路,电路中的主要器件是74LS175型四上升沿D触发器(如图2所示),它的清零端和时钟脉冲CP是四个D触发器共用的。
抢答前先清零,Q1~Q4均为0,相应的发光二极管LED都不亮;~均为1,与非门G1输出为0,扬声器不响。同时,G2输出为1,将G3开通,时钟脉冲CP可以经过G3进入D触发器的CP端。此时,由于S1~S4均未按下,D1~D4均为0,所以触发器的状态不变。抢答开始,若S1首先按下,D1和Q1均变为1,相应的发光二极管亮;变为0,G1的输出为1,扬声器响。同时,G2输出为0,将G3关断,时钟脉冲CP便不能经过G3进入D触发器,由于没有时钟脉冲,因此再接着按其他按钮,就不起作用了,触发器的状态不会改变。
抢答判决完毕,清零,准备下次抢答用。

图2 74LS175引脚图
电路参数计算、分析及设计
图 3 555多谐振荡器
1、参数计算
已知f=,C1=, R2=10K. tW1=(R1+R2)C,tW2=
T=tW1+tW2=(R1+2R2)C
R1=10KΩ
2、分析
数显部分:74LS175与74LS4511的端口连接
74LS4511的数据输入ABCD
D C B A
Q1 0 0 0 1
Q2 0 0 1 0
Q3 0 0 1 1
Q4 0 1 0 0
A=Q1+Q3= = B=Q2+Q3 C=Q4 D=0(接地)
3、设计
(1)555定时器构成多谐振荡器提供脉冲,要求输出f=。
(2)用74LS175芯片作为抢答器的主芯片,用74LS20与74LS00一起辅助构成。
(3)译码和数字显示由74LS4511芯片及共阴数码管构成。
组装与调试
图 4 实验操作及显示
,用其作为抢答器的脉冲触发,要求f=。经过连线后,用示波器对其测试波形。在测试中发现,无波形产生,可能原因是本身连线操作不当、线路老化导致的短接和断接的问题、未连接电源和地线。经过检查改进后,再次测试,示波器上出现了方波。
,进行第二步的连接和调试。即若S1按下,在七段发光管显示1,若S2按下,在七段发光管显示2,若S