八路搶答器實訓報告 篇一

八路搶答器實訓報告

姓 名：靳冬雪 專 業(yè)：電子信息工程 班 級：電子1101本 學 號：201109910108 指導教師：劉芹

時間：2013.6.29

前 言

八路搶答器是一種優(yōu)先選擇的數(shù)碼器，它采用的是CD4511集成芯片來實現(xiàn)功能要求的，在搶答過程中，每個選手都有一個搶答按鈕。在主持人按下復位鍵宣布搶答開始的時候，選手就開始進行搶答，在指定時間內(nèi)選手進行搶答，數(shù)碼顯示屏上會顯示最先搶答選手的編號，同時揚聲器發(fā)聲提醒。如果主持人沒有按下復位鍵而選手就搶答視為犯規(guī)，揚聲器持續(xù)報警。如果主持人按下復位鍵沒宣布開始而選手就搶答，顯示屏顯示犯規(guī)者的編號，主持人可按復位鍵，新一輪搶答開始。

八路數(shù)字搶答器電路包括搶答，編碼，優(yōu)先，鎖存，數(shù)顯，復位及搶答鍵。搶答器數(shù)字優(yōu)先編碼電路由VD1-VD12組成，實現(xiàn)數(shù)字的編碼。CD4511是一塊含BCD-7段鎖存、譯碼、驅(qū)動電路于一體的集成電路。搶答器數(shù)碼顯示電路由數(shù)碼管組成，輸入的BCD碼自動地由 CD4511內(nèi)部電路譯碼成十進制數(shù)在數(shù)碼管上顯示。

本次的實訓，一方面可以鍛煉我們的動手能力，讓我們學會用最少的空間來做出最簡單的電路，也讓我們溫習了一下焊接電路的一些要領(lǐng)；另一方面可以鍛煉我們對二極管、三極管、數(shù)碼管、CD4511、555的認識，加深一下對元器件的認識。

實訓報告正文

一、實訓目的

知識方面：

1．了解八路搶答器的基本組成及其主要性能指標； 2．熟悉CD4511的結(jié)構(gòu)，性能，作用； 3．熟悉555的結(jié)構(gòu)，性能，用法，作用。

技能方面：

1．學會自己查找資料；

2．能夠分析八路搶答器的電路圖；

3．能夠熟悉八路搶答器的安裝、調(diào)試與檢測方法； 4．學會八路搶答器的故障分析和檢測。

二、實訓原理

通過對電路的一些功能需求分析電路原理。

搶答器工作原理電路圖

1．S1-S8組成1-8路搶答鍵，VD1-VD12組成數(shù)字編碼器，任一搶答案鍵按下，都須通過編碼二極管編成BCD碼，將高電平加到CD4511所對應(yīng)的

輸入端。

2．CD4511引腳的7、1、2、6為輸入端，分別表示A、B、C、D；13、12、11、10、9、15、14為譯碼輸出端，分別表示a、b、c、d、e、f、g。BI：4腳是消隱輸入控制端。LT：3腳是測試輸入端。LE：鎖定控制端。還有兩個引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。

3． CD4511內(nèi)部電路與R7，R8，VD13，VD14,VT1組成的控制電路可完成優(yōu)先鎖存，當搶答鍵都未按下時，因為CD4511的BCD碼輸入端都有接地電阻（10K），所以BCD碼的輸入端為“0000”，則CD4511的輸出端a,b,c,d,e,f均為高電平，g為低電平，不能鎖存。當S1-S8任一鍵按下時，CD4511的輸出端d為低電平或輸出端g為高電平，這兩種狀態(tài)必有一個存在或都存在，迫使CD4511的LE端（第5腳）由0到1,鎖存。

4．搶答器訊響電路由NE555接成多諧振蕩器，其中R16=R17=10K，揚聲器通過100uF的電容器接在NE555 IC的3腳與地（GND）之間。C1=0.01uF，R16沒有直接和電源相接，而是通過四只1N4148組成二極管或門電路，四只二極管的陽極分別接CD4511的1，2，6，7腳，任何搶答按鍵按下，訊響電路都能振蕩發(fā)出訊響聲。

三、實訓內(nèi)容

1．根據(jù)電路圖檢查所需要的元器件。

開關(guān)：9個；1N414818個；電阻10千歐：8個；電阻330歐：7個；電阻22千歐：1個；100千歐：1個；0.1u電容：1個；0.01u電容：1個； 47u電容：1個；9014:1個；CD4511:1個；555:1個；數(shù)碼管：一個；喇叭：一個。

2．根據(jù)電路圖分析電路原理，然后分析電路的構(gòu)成，然后設(shè)計一個占空間最小且最簡單的電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)自己設(shè)計的電路連接電路，焊接電路。

3．電容、數(shù)碼管、CD4511、555各個端和接地端是否都接正確（沒有錯誤）。 4．檢查電路是否短路，接地端是否都接地了（沒有短路，且都接地了）。5。接上電壓，看看數(shù)碼管是否顯示數(shù)字（顯示）。

5．數(shù)碼管顯示數(shù)字后，撥動開關(guān)，看是否能實現(xiàn)優(yōu)先選擇的功能，是否能夠鎖存（實現(xiàn)了優(yōu)先選擇的功能，且能夠鎖存。但是，數(shù)碼管的f不顯示，且開關(guān)8沒有變化）。

6．檢查后發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管f點接錯了，開關(guān)8沒有和CD4511連接（改正錯誤）。 7．再次接通電壓，觀察數(shù)碼管的變化（沒有錯誤）。

8．接上喇叭，發(fā)現(xiàn)喇叭不發(fā)生，然后檢查555相關(guān)的電路，發(fā)現(xiàn)接地端沒有接地（接地）。

9．再次接通電壓，發(fā)現(xiàn)喇叭有聲音了（成功）。

四、實訓結(jié)果

實現(xiàn)了八路搶答器的工作原理。

心得體會

這次實訓雖然時間很短但是我從中獲得的收獲是巨大的。

通過這次八路搶答器的設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際問題的能力。 通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。

這次實訓極大地提高了我的動手能力和理論分析能力，這是我們都希望看到的也正是我們實訓的目的所在。順利如期的完成本次設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。這

次八路搶答器的實訓中，我學到了很多有用的知識和能力，這對以后的學習和工作都將是非常有益的。在做的過程中也提升了我的動手能力，實踐能力得到了一定的鍛煉，加深了對電路設(shè)計方面的興趣。從開始的朦朧到后面得到的結(jié)果。在實踐能力上有了一定的提高，實踐對于我以后學習、找工作真是受益匪淺，相信這些寶貴的經(jīng)驗會成為我今后成功的重要的基石。

在實訓過程中我感覺最深有以下2點：

1、在此次的實訓，我深深體會到了積累知識的重要性。在這個競爭如此的激烈的社會中，努力充實自己，才能夠站得住不被淘汰。

2、實訓是讓每個同學確定自己未來的方向。以前缺乏實踐，無法認清自己。因此，對自己未來也十分迷茫，但通過這次的實訓我充分體會到了自己的能力，只有我們確定了自己未來的方向、定下目標給自己定位，并努力提升自己才能有更好的未來。

制作八路搶答器不僅僅是簡單的元器件之間的連接，還是要掌握原理，能夠詳細的分析出其中的原理來，只有分析出其中的原理來，才會減少出錯，才會很快的完成任務(wù)。

在這次的實訓中，我覺得我有一些不足的地方: 1． 沒有合理的安排電路，導致電路看上去很亂，不美觀。 2． 拉焊有了一定的進步，但是還是沒有達到自己想要的地步。 3． 喇叭接地的地方?jīng)]想到，導致開始的時候喇叭沒有聲音，但是后來接地之后有聲音了。

雖然這次的實訓出現(xiàn)過錯誤，也有一些自己覺得不滿足的地方，但是至少自己成功了，實現(xiàn)了功能，心里還是有點高興的，但是，我相信自己不會就此而失去奮斗的目標的。相信自己在以后的學習、實踐中能夠做到更好。

2《數(shù)字電子技術(shù)》課程綜合實訓報告-八路搶答器 篇二

北 海 職 業(yè) 學 院

《數(shù)字電子技術(shù)》課程

綜合實訓報告

實訓項目：

專業(yè)：

班級：

學號：

姓名：指導教師：

二O一二年 六 月 十六 日

八路搶答器電路設(shè)計

成績：

一、實訓目的1.深入地了解電子元器件的使用方法；

2、了解各種元器件的基本用途和方法；

3、能夠靈活敏捷地分析、判斷及解決電路中出現(xiàn)的故障；

4、積累更多電路設(shè)計的設(shè)計經(jīng)驗；

5、加強焊接能力和技巧，完成基本的要求。

二、電路硬件設(shè)計

1、電路的組成框圖

（講述八路搶答器電路的主要組成部分，繪制該電路的組成方框圖。要求手繪）

2、單元電路設(shè)計

（1）編碼器電路

（所選用的編碼器的引腳結(jié)構(gòu)圖，編碼器電路的原理圖和工作原理。要求手繪）

（2）鎖存器電路

（構(gòu)成鎖存器電路的主要芯片及其引腳結(jié)構(gòu)圖，鎖存器電路的原理圖和工作原理。要求手繪）

（3）譯碼顯示電路

（譯碼顯示電路的主要芯片及其引腳結(jié)構(gòu)圖，原理圖和工作原理。要求手繪）

（4）復位（恢復搶答）電路

組成復位電路的元器件和工作原理。要求手寫

（5）禁止搶答電路

組成禁止搶答電路的元器件和工作原理。要求手寫

3、總體電路及元器件選擇

（總體電路的原理圖，元器件選擇說明，元器件清單，PCB圖。總體電路的原理圖、PCB圖可插入電腦圖片）

4、總體電路工作原理

（講述八路搶答器電路的工作原理。要求手寫）

三、制板過程

（如：原理圖繪制->PCB設(shè)計->PCB圖打印->覆銅板打磨—-省略—安裝元件->焊接 要求簡單寫出每個步驟涉及到的主要方面。要求手寫）

四、調(diào)試

（元器件安裝、焊接好之后所出現(xiàn)的故障，調(diào)試、排除故障的過程及步驟。要求手寫）

五、實訓體會

（說明整個實訓過程的收獲和心得體會。要求手寫）

八路搶答器實驗報告 篇三

八路搶答器的實驗報告

一、設(shè)計題目

八路搶答器設(shè)計

二、設(shè)計要求

1、設(shè)計一個競賽搶答器，可同時供8名選手或者8個代表隊參加比賽，他們的編號分別是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一個搶答器的按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應(yīng)。

2、給節(jié)目主持人設(shè)計一個控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零和搶答開始。 3.搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存、顯示的功能和聲音提示功能。搶答開始后，若有選手按動按鈕，編號立即鎖存，在數(shù)碼管上顯示選手的編號，并有聲音提示。此外，要封鎖其他選手搶答。優(yōu)先搶答的選手的編號一致保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。

三、設(shè)計思路

工作原理為：

1、接通電源前，搶答按鈕與清零按鈕都未按下。接通電源后，主持人清除開關(guān)處于工作狀態(tài)，搶答器處于工作狀態(tài)，編號顯示器顯示為0，蜂鳴器未鳴響（為方便控制，電路設(shè)計為清除開關(guān)按下時是清零狀態(tài)，未按下時為工作狀態(tài)）。等一輪搶答完成后（七段數(shù)碼管顯示出優(yōu)先搶答隊員編號，并蜂鳴器鳴響），主持人將清零開關(guān)按下數(shù)碼管清為零，蜂鳴器停止鳴響。然后先后把各隊員搶答按鈕與主持人清零按鈕復位。即可進入下一輪搶答。

原理為：電路中清零按鈕控制D觸發(fā)器集成塊74LS175清零端低電平輸入，按下時清零端輸入為低電平（清零端低電平有效），未按下時輸入高電平。清零后D觸發(fā)器集成塊74LS175 Q`端輸出全變?yōu)楦唠娖剑咕幋a器74HC147（有效輸入電平為低電平）無有效低電平輸入，七段數(shù)碼管上顯示為0。

2、搶答時，隊員按下?lián)尨鸢粹o的時間有先后次序，電路中每個搶答按鈕連接一個D觸發(fā)器，當一搶答按鈕按下后其對應(yīng)的觸發(fā)器鎖存住信號，Q`端輸出有效低電平，同時通過反饋電路使D觸發(fā)器集成塊得脈沖信號終止輸入，從而使其他D觸發(fā)器停止工作，搶答后也無法鎖存。達到有先輸入有先鎖存功能。 原理為：根據(jù)與門功能特點：只要有一低電平輸入輸出即為低電平。當D觸發(fā)器集成塊74LS175輸出端輸出一有效低電平后，電路中第7個與門U15A輸出即為低電平，而U15A輸出信號又與555觸發(fā)器構(gòu)成的多諧振蕩器輸出信號相與，因此只要U15A輸出低電平，多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖就無法輸入，只有當D觸發(fā)器集成塊74LS175輸出端輸出全為高電平時脈沖才正常輸入，各D觸發(fā)器正常工作。

3、搶答后，數(shù)碼管顯示優(yōu)先搶答隊員編碼，蜂鳴器鳴響。

原理為：D觸發(fā)器集成塊74LS175輸出輸出鎖存信號（有效低電平）后通過編碼器 集成塊74HC147把輸入低電平有效信號的端序號(1至8），編碼為四位二進制數(shù)0001至1000。然后通過74LS47集成塊（數(shù)碼管驅(qū)動器），在數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的數(shù)字，即優(yōu)先搶答隊員編碼。 當蜂鳴器兩端分別輸入高低電平時，風鳴器鳴響，當兩端都為低電平時不鳴響。已知第7個與門U15A在位搶答前為高電平，搶答后為低電平。由此可根據(jù)與門U15A輸出電平隨搶答狀態(tài)的變化來控制風鳴器的鳴響。使蜂鳴器低電平端接地，高電平端通過一非門接與門U15A輸出端即可。

四、實驗電路 1.電路原理圖

電路原理圖1：

1、由于七管腳半導體數(shù)碼管是理想器件，不存在。因此改用74LS47集成塊驅(qū)動七段字符顯示器。

2、由于八管腳或非門集成塊未找到，后改用7個與門代替，集成塊為74LS08. 3.為方便控制，電路改進為清除開關(guān)按下時是清零狀態(tài)，未按下時為工作狀態(tài)。

修改后的電路原理圖如下圖。

電路原理圖2：

2、組裝電路圖與實驗結(jié)果

五、調(diào)試過程

在設(shè)計電路圖在仿真軟件Multisim上仿真成功，領(lǐng)到相應(yīng)的器件后，我們就開始了在電路板上進行了電路的組裝，并在組裝過程中進行了相應(yīng)的檢驗與校正。 1.首先在電路連接方面，由于剛開始連電路時未按一定的方法步驟，容易出現(xiàn)連錯和漏連情況。

2、由于器件的限制及實際操作情況，電路要做相應(yīng)的改變。

由于七管腳半導體數(shù)碼管是理想器件，不存在。因此改用74LS47集成塊驅(qū)動七段字符顯示器。

由于八管腳或非門集成塊未找到，后改用7個與門代替，集成塊為74LS08. 為方便控制，電路改進為清除開關(guān)按下時是清零狀態(tài)，未按下時為工作狀態(tài)。 3.由于器件的損害，使電路無法正常工作。

經(jīng)過多次對電路的檢查，確定電路沒連錯而仍無法正常工作達到預期功能后， 我們開始對各部分電路分別進行了檢測：

首先，我們檢測了555觸發(fā)器構(gòu)成的脈沖產(chǎn)生模塊。用的方法：用我們電路中的脈沖產(chǎn)生模塊去替代別的同學已經(jīng)成功電路板中的脈沖模塊來觸發(fā)其電路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)電路板能正常工作，所以驗證了：我們的脈沖產(chǎn)生模塊是能正常工作的。

然后，我們檢測了我們D觸發(fā)器構(gòu)成的信號鎖存模塊。用的方法：用LED燈檢測D觸發(fā)器Q輸出端輸出電平狀況。LED燈一端接地另一段通過電阻接D觸發(fā)器Q輸出端，當搶答按鈕按下后，檢測相應(yīng)的Q輸出端是否輸出高電平，使LED燈點亮。結(jié)果發(fā)現(xiàn)搶答按鈕按下后相應(yīng)的Q輸出端并沒有輸出高電平使LED燈點亮，于是我們確定了我們的D觸發(fā)器集成塊已損害。替換成相應(yīng)的集成塊后，電路就能正確工作了。

六、實驗心得

在此次實驗中，我們體驗到了理論知識在實際中的運用，體驗到了創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。通過此次實驗即鞏固了我們的理論知識，又鍛煉了我們的動手能力。也讓我們認識到了把理論運用到實際過程中可能會遇到一些不同的困難，但只要認真分析、仔細思考，用科學冷靜的頭腦去研究問題，終究能發(fā)現(xiàn)問題的所在，取得成功。

八路搶答器實訓報告 篇四

八路搶答器實訓報告

八

路

搶

答

器

實

訓

報

告

姓名：張偉康

學號：1401020044 班級：電信方向

八路搶答器實訓報告

一 報告要求

根據(jù)實驗原理和實驗器材設(shè)計所需要的電路模型，完成實驗步驟和實驗過程，得出結(jié)論。

1、焊接所注意的事項：

（1） 設(shè)計的方法和原理。焊接一般分四步驟進行：

準備焊接：清潔被焊元件處的積塵及油污，再將被焊元器件周圍的元器左右掰一掰，讓電烙鐵可以觸到被焊元器件的焊錫處，以免烙鐵頭伸向焊接處時燙壞其他元器件。焊接新的元器件時，應(yīng)對元器件引線鍍錫。

加熱焊接：將沾有少許焊錫和松香的電烙鐵頭接觸被焊元器件約幾秒鐘。若是要拆下硬刷板上的元器件，則待烙鐵頭加熱后，用手或鑷子輕松拉動元器件，看是否可以取下。

清理焊接面：若所焊部位焊錫過多，可以將烙鐵頭上的焊錫甩掉（注意不要燙傷皮膚，也不要甩到硬刷電路板上）用光烙錫頭“沾”些焊錫出來。若焊點焊錫過少，不圓滑時，可以用電烙鐵“蘸”些焊錫對點進行補焊。

檢查焊點：看焊點是否圓潤、光亮、牢固，是否與周圍元器件連焊的現(xiàn)象。

（2）造成焊接質(zhì)量不高的常見原因是：

焊錫用量過多，形成焊點的錫堆積；焊錫過少，不足以包裹焊點。

冷焊。焊接時烙鐵溫度過低或加熱時間不足，焊錫未完全融化、侵潤、焊錫表面不光亮（不光滑），有細小裂紋（如同豆腐渣一樣）

夾松香焊接，焊錫與元器件或印刷板之間夾著一層松香，造成電接不良。若夾雜加熱不足的松香，則焊點下有一層黃褐色松香膜，若加熱溫度不高，則焊點下有一層碳化松香黑色膜。對于有加熱不足的松香膜的情況。可以用烙鐵進行補焊。對于已形成黑膜的，則要“吃”進焊錫，清潔被焊元器件或印刷板表面，重新進行焊接才行。

焊錫連橋：指焊錫量過多，造成元器件的焊點之間短路。對于超小元器件及細小印刷電路板進行焊接時要尤為注意。

焊劑過量：焊點明圍松香殘渣過多，當少量松香殘留時，可以用電烙鐵再輕輕加熱一下，讓松香揮發(fā)掉，也可以用蘸有無水酒精的棉球，擦去多余的松香或焊劑。

焊接表面的焊錫形成尖銳的突尖，這是由于加熱溫度不足或焊劑過少，以及烙鐵離開焊點時角度不大造成的。 （3）電路的焊接

用電烙鐵與焊錫絲將各個元器件焊接在電路板上：a左手拿焊錫絲，右手拿電烙鐵。b把電烙鐵以45度左右夾角與焊盤接觸，加熱焊盤。c待焊盤達到溫度時，同樣從與焊板成45度左右夾角方向送焊錫絲。d待焊錫絲熔化一定量時，迅速撤離焊錫絲。e最后撤離電烙鐵，撤離時沿銅絲豎直向上或沿與電路板的夾角45度角方向。在焊接的過程中，我們應(yīng)該注意：焊接的時間不能太久，大概心里默數(shù)1,2即可，然后再撤離焊錫絲，再撤離電烙鐵，在撤離電烙鐵時，也一樣心里默數(shù)1、2即可；焊錫要適量，少了可能虛焊。在焊的過程中，出現(xiàn)虛焊或則焊接不好，要把焊錫焊掉，重新再焊。在吧焊錫焊掉的過程中，左手拿這吸錫器，右手拿著電烙鐵，先把電烙鐵以45度左右夾角與焊盤接觸，加熱焊錫，再將吸錫器靠近焊錫，按下吸錫器的按鈕，就可以吧焊錫焊掉，重復多次，就可清除焊盤上的焊錫，注意不要將焊盤加熱太久，以免把焊盤的銅給焊掉。

八路搶答器實訓報告

二 電路原理 1電路原理圖

電路的PCB版圖

電路實物圖

八路搶答器實訓報告 實驗原理

①芯片分析

CD4511引腳圖

八路搶答器實訓報告

4511引腳圖

4511芯片真值表 ：3腳是測試輸入端， =0 時，不管其他引腳狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。

：4腳是消隱輸入控制端，當

=0，

=1時，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。

LE：鎖定控制端，當LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。 A(7) B(1) C(2) D(6)為8421BCD碼輸入端。

a、b、c、d、e、f、g：為譯碼輸出端，輸出為高電平1有效。

三。焊接，調(diào)試分析 1 焊接步驟

先是用萬用表測試每個元件的好壞，保證焊接前不會因為元件的問題而導致電路不能正常工作。然后就是焊接，焊接時保證元件不被燒壞，焊接時間盡可能短，特別是芯片，要先焊插槽。全部焊接上去了以后就是調(diào)試。

八路搶答器實訓報告

2故障調(diào)試

接上電源以后，隨便按了一個鍵，能顯示，但是不能鎖存，然后檢查電路有沒有焊錯，分析了一下原來是做開關(guān)作用的三極管接反了。然后將它拆下來重新焊上去。重新接上電源后，隨便按哪一個鍵，都可以鎖存。

3結(jié)果

電路正常工作，按第一個鍵時顯示“1”，鎖存，按復位鍵，清零；同理任意按哪個數(shù)字鍵，在數(shù)碼管上都能顯示，也可鎖存清零。

四。原件清單

原件 開關(guān) 10K 300K 2.2K 100K 個數(shù) 9個 6個 7個 1個 1個

原件 CD4511 電容 9013 二極管 數(shù)碼管

個數(shù) 1個 1個 1個 15個 1個

五。實驗心得

實驗設(shè)計過程中較為順利，就是焊錯一個三極管，沒有其他的什么問題。通過做這個實驗進一步了解了NE555在實際電路中的作用，調(diào)試的時候出現(xiàn)了幾根線路不亮的情況，幾次調(diào)試后最后用算是勉強成功，也算是自己在設(shè)計電路中得到的經(jīng)驗，以及在設(shè)計電路的過程中與同學交流探討。通過這次課，我鍛煉了自己的獨立自主的能力和動手動腦的能力。通過這次課程設(shè)計，我學到了很多書本上沒有的實際的知識，熟悉了一些元器件、芯片的靈活運用。在設(shè)計及制作過程中，遇到過一些困難。通過上網(wǎng)查詢和詢問老師將問題解決。并且在網(wǎng)上學習到了一些元器件組合起來的作用，最重要的是我能夠自己思考，解決問題。經(jīng)過這次實訓我加強了我的動手能力和解決問題的能力，為將來的學習和工作奠定了扎實的基礎(chǔ)。

八路搶答器實驗報告 篇五

數(shù)字電子設(shè)計課程設(shè)計

八路智力競賽搶答器設(shè)計

一．實驗目的

掌握搶答器的工作原理及其設(shè)計方法。

學會用Multisim8軟件操作實驗內(nèi)容。

掌握設(shè)計性試驗的實驗方法

二．實驗要求

八路智力競賽搶答器功能要求：

基本功能：

1．設(shè)計一個智力競賽搶答器，可同時供8名選手或8個代表隊參加比賽，他們的編號分別是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應(yīng)，分別是0、1、2、3、4、5、6、7。

2．給節(jié)目主持人設(shè)置一個控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零（編號顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。

3．搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。

擴展功能：

1．搶答器具有定時搶答的功能。當節(jié)目支持人按下“開始”按鈕后，要求定時器立即倒計時，并在顯示器上顯示。

2．參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答時刻的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。

3．如果定時搶答的時間已到，卻沒有選手搶答，則本次搶答無效，系統(tǒng)封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器上顯示00. 三．實驗原理

根據(jù)對功能要求的簡要分析，將定時搶答器電路分為主題電路和擴展電路兩部分。主體電路完成基本的搶答功能，即開始搶答后，當選手按動搶答器按鈕

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時，能顯示選手的編號，同時能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴展電路完成定時搶答及報警功能。

比賽開始時，接通電源，節(jié)目主持人將開關(guān)置于“清零”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時顯示器上顯示設(shè)定時間。當節(jié)目主持人宣布“搶答開始”，同時將控制開關(guān)撥到“開始”位置，搶答器處于工作狀態(tài)，定時器開始倒計時。若定時時間到，卻沒有選手搶答時，系統(tǒng)報警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答。若選手在定時時間內(nèi)按動搶答按鈕時，搶答器要完成以下四項工作：1.優(yōu)先編碼器電路立即分辨出搶答者的編號，并由鎖存器進行鎖存，然后由譯碼顯示電路顯示編號； 2.揚聲器發(fā)出短暫聲響，提醒節(jié)目主持人注意； 3.控制電路要對輸入編碼電路進行封鎖，避免其他選手再次進行搶答； 4.控制電路要使定時器停止工作，時間顯示器上顯示剩余的搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。當選手將問題回答完畢時，主持人操作控制開關(guān)，使系統(tǒng)回復到禁止工作狀態(tài)，以便進行下一輪搶答。

上述方案所示搶答器的工作過程：主持人按動開始搶答的開關(guān)后，最先搶答的選手的電平信號先經(jīng)過優(yōu)先編碼器，再依次經(jīng)過數(shù)據(jù)鎖存器，此時已經(jīng)限制了其他選手的搶答，信號再經(jīng)過譯碼器和七段數(shù)碼顯示器，將最先搶答的該選手的編號顯示出來，并同時產(chǎn)生報警信號，到此完成的是搶答功能；如果沒有人搶答， 30秒減計數(shù)器減到00時也會發(fā)出報警信號，此時完成計時功能。

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它的優(yōu)點表現(xiàn)在以下幾個方面：這種方案原理比較簡單。主持人對整體電路的控制只需幾個門電路就可完成，不必用特別的芯片來組成控制電路；更容易實現(xiàn)報警提示功能，在有選手搶答后或者計時開始和結(jié)束時。既減少了布線使整個電路更直觀簡單，又降低了產(chǎn)生錯誤的可能性。

四．實驗器材

?元器件：74LS48，72LS192，74LS279、74LS148、74LS00、74LS08、74LS32、NE555、CC4511各幾個，數(shù)碼管三個，發(fā)光二極管一個，開關(guān)、電阻、電容若干

?

仿 真：Multisim8仿真軟件

五．實驗步驟

1．搶答電路設(shè)計

搶答電路的功能有兩個：一是能分辨出選手按按鈕的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鈕操作無效。因此，選用優(yōu)先編碼器74LS148和RS鎖存器74LS279以及譯碼顯示電路完成上述功能。

74LS148是一八線-三線優(yōu)先編碼器，該編碼器由8個信號輸入端，3個二進制輸出端，輸入輸出均為低電平有效。EI為輸入使能端，低電平有效，當EI為低電平時，編碼器處于工作狀態(tài)；EO為輸出使能端，只有在EI=0，且所有輸入都為1時，輸出為0；GS表征編碼器的工作狀態(tài)，當且僅當EI為低電平，且輸入至少有一各為有效電平時，GS才有效。因此，可根據(jù)EI、EO、GS功能擴展端的特點，對電路進行相應(yīng)控制。編碼器在搶答電路中功能是判斷搶答者的編號。

74LS279是由4個RS鎖存器組成，且均為與非門構(gòu)成的RS鎖存器。其中，1S和3S有兩個輸入端，S1和S2均為相與的關(guān)系。本設(shè)計中，將S2均接高電平，僅利用S1控制輸出。其引腳圖如圖四所示，下表為SR鎖存器的功能真值表，值得注意的是S和R不能同時為高電平，否則輸出不確定。

74LS48為七段顯示譯碼器。該集成譯碼器設(shè)有多個輔助控制端，以增強器件的功能。BI/RBO為滅燈輸入，當BI=0時，所有字形熄滅。LT為試燈輸入，當LT=0且RBO=1時，顯示字形為8，常用于檢測自身的好壞。RBI為動態(tài)滅燈輸入，當LT=1，RBI=0且輸入均為0時，輸出均為低電平，數(shù)碼管“滅零”。

譯碼器74LS48輸出高電平有效，用以驅(qū)動共陰極數(shù)碼管。七段顯示譯碼器一般與七段數(shù)碼顯示器相連，共同構(gòu)成四輸入端的數(shù)碼顯示電路。

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2、定時電路設(shè)計

設(shè)計中選用十進制同步加/減計數(shù)器74LS192進行設(shè)計，74LS192是具有置數(shù)和清零功能，其引腳圖和邏輯圖如圖1所示，真值表如表5所示。 圖1 74LS192引腳圖和邏輯圖

P0、P1、P2、P3——置數(shù)并行數(shù)據(jù)輸入； Q0、Q1、Q2、Q3——計數(shù)數(shù)據(jù)輸出； CR————————清零端； LD————————置數(shù)端；

CPu ———————加法計數(shù)CP輸入； CPd ———————減法計數(shù)CP輸入； CO————————進位輸出端； BO————————借位輸出端。

根據(jù)設(shè)計要求，需要兩片74LS192構(gòu)成100進制減計數(shù)器。由功能真值表可知，只需將個位74LS192的借位輸出端BO與十位74LS192的CPd即可實現(xiàn)100進制減計數(shù)。值得注意的是，要使其實現(xiàn)減計數(shù)，CPu端口必須接高電平。

計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供。秒脈沖電路由555構(gòu)成的多諧振蕩器構(gòu)成，如圖2所示，諧振蕩器無需外加輸入信號就能在接通電源自行產(chǎn)生矩形波輸出。

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圖2多諧振蕩器

因為周期為一秒，所以頻率是1赫茲。圖中電容的充放電時間分別是： t1=RB×C×ln2≈0.7RB×C t2=(RA+RB)×C×ln2≈0.7(RA+RB)C 所以555的3端輸出的頻率為： f=1/(t1+t2)≈1.43/[(2RA+RB)C] 我們采用的電阻和電容值分別是：RA=15KΩ，R2=68KΩ，C1=10uf,滿足上式，即得到的是秒脈沖。

由以上集成芯片設(shè)計的定時電路如下圖所示。

工作原理： 555構(gòu)成秒脈沖產(chǎn)生電路為計時電路提供脈沖。搶答開始前主持人閉合開關(guān)，74LS192的置數(shù)端PL為低電平有效，處于置數(shù)狀態(tài)，數(shù)碼管顯示定時時間。搶答開始，主持人打開開關(guān)，計數(shù)器處于計數(shù)狀態(tài)，555產(chǎn)生的秒脈沖與十位74LS192借位輸出端（其初始狀態(tài)為高電平）相與。計數(shù)器遞減計數(shù)至00，十位74LS192借位輸出端為低電平，計數(shù)器停止工作，產(chǎn)生報警。計時期間有人搶答，減計數(shù)器停止計時，顯示器上顯示此刻時間。

3．時序控制電路設(shè)計

時序控制電路是搶答器設(shè)計的關(guān)鍵，需要完成以下三項功能：

a.主持人將控制開關(guān)撥到“開始”位置時，搶答電路和定時電路進入正常搶

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答工作狀態(tài)。

b.當競賽選手按動搶答鍵時，搶答電路和定時電路停止工作。 c.當設(shè)定的搶答時間到，無人搶答時搶答電路和定時電路停止工作。

4、搶答器整體電路

通過控制電路將搶答、定時電路進行連接后，構(gòu)成了搶答器電路的整體設(shè)計，總電路圖如圖17所示：

主電路：

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六，實驗結(jié)論

1．主持人將開關(guān)撥到開始的位置，搶答電路和定時電路進入正常搶答狀態(tài)。 2.在30秒內(nèi)當選手按動搶答鍵，搶答電路和定時電路停止工作，同時數(shù)碼管顯示相應(yīng)選手的編號。

3、如果在30秒內(nèi)無人搶答，搶答電路和定時電路停止工作，選手再按搶答鍵，將不會顯示編號，同時定時電路顯示00. 七．實驗小結(jié)

通過本次課程設(shè)計，不僅有效鞏固了本學期所學數(shù)電的相關(guān)知識，加強了對重要知識點的記憶和理解，還學會如何運用Multisim8仿真進行仿真，以及如何使用面包板進行實物制作，受益匪淺，現(xiàn)總結(jié)如下。

本設(shè)計的難點在于時序控制電路的設(shè)計，如何在第一位搶答者搶答題目后讓編碼器停止工作；如何使計時電路在搶答后停止倒計時；如何讓定時電路和搶答電路同時清零。設(shè)計過程中，根據(jù)以往搶答器設(shè)計思路，及查閱相關(guān)資料，可運用74LS279的輸出1Q完成上述控制任務(wù)。從這一點，折射出自己在平時的學習中較死板，缺乏變通思考的能力。

在電路仿真的過程中，由于Multisim8操作相對較簡單，因此在仿真過程中較為順利。但仿真軟件的操作環(huán)境比較理想化，實物操作時會受到部分因素的干擾，例如在仿真電路中電路完全沒有問題，但當焊接好實物后，定時電路與搶答電路單獨運行都沒有問題，但互相反饋時互相干擾。最終通過與互相討論，請教老師，解決了問題。

通過本次實踐操作，也讓我深刻明白：只有將課本上的理論知識，結(jié)合實踐不斷練習，不斷總結(jié)提煉，反復思考實踐中的經(jīng)驗教訓，才能夠真正消化為自己的知識。

它山之石可以攻玉，以上就是我為大家整理的5篇《數(shù)字電路搶答器實訓報告》，希望對您的寫作有所幫助。