数字抢答器，数字电路课程设计报告

数字电路课程设计报告书

——数字抢答器

一．实验目的：

熟悉数字电路中的组合逻辑电路，时序逻辑电路设计。巩固数字电路知识。

二．实验要求：

设计一个数字式抢答器，具体要求如下：

1.要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号实在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的组号；亮绿灯。 2.在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的组号；亮红灯。

3.在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。

三．使用元件：

1、 面包板一块，剥线钳一只，导线若干； 2、 直流稳压电源一台，万用表一个； 3、 发光二极管四只，阴极数码管两只； 4、 电容4.7uF一只，0.1uF一只； 5、 电容150千欧一只，4.7千欧一只，100欧一只； 6、 集成电路 NE555

74LS00(两个) 二输入与非门 74LS04 六反相器

74LS48(两个) 4线-7段译码器/驱动器 74LS75 4位双稳锁存器

74LS161 4位同步二进制计数器 74LS32 二输入或门

74LS148 8线-3线优先编码器 74LS08 二输入与门 74LS20 四输入与非门

四．总体方案设计：

五．单元电路的设计：

1.脉冲发生器，在Proteus上仿真可得电路图如下(脉冲产生电路用555芯片和电阻以及电容来实现)，书上有详细介绍，3端口为输出端

2.计数电路，用74LS161来实现，74LS161接受脉冲就能计数了，通过74LS161的CO输出端连接到CTT实现从9-0的计数，初始值设为0110，电路图如下：

最左端为CP脉冲输入端

在功能上要实现从9到0的倒计时，所以采用在74LS161输出后加上非门来实现，74LS161置数段为0110，具体分析如下 脉冲 原始输出 输出经过非门 数码管显示 置数输出 CP CP CP CP CP CP CP CP CP 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 计时到0停止：

考虑到计数到0时要停止计时，并且显示0，用74LS161的CO输出端反馈CTT，当计满数时，CO为1，经过非门连接到CTT即可实现停止计时

3.抢答信号输入电路，用74LS148优先编码器和电阻来实现输入，电路图如下： 有书上74LS148的功能表可知 输入 输出 Yex Ys I6 0001 0 1

I5 0010 0 1 I4 0011 0 1 I3 0100 0 1

有此可知，Yex可用来控制74LS161的CTt端，来实现计时停止，Ys同时用来控制74LS48的BI/RBO端，来实现灭0输出，同时74LS148的输出作为74LS75的输入，来实现锁存的作用，74LS75的输出作为74LS48的输入，即可通过数码管显示抢答选手的编号，具体如下图所示

4.锁存器电路，用74LS75来实现，用74LS148的输出来控制75的使能端，从而实现锁存功能，具体如下，当148的输出端有一个不为0时就锁存，因此应该应用74LS20来实现，具体电路图如下：

5.二极管指示灯的连接，经分析，74LS161的LD端为0时表示置数，此时，只要有输入，均是红灯亮，当LD为1时表示正常计时或计时结束，因此需要用74LS161的输出端非后的结果进行控制。即4输出相或，当为1时，表示正常计时，此时绿灯亮，当或的结果为0时，表示计时结束，此时若有人抢答，则红灯亮，具体的电路图连接如下所示：