电本模拟电路课程设计教学要求和选题_模拟电路课程设计题目

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数字电路课程设计报告

设计课题题目：定时抢答器

黎明大学电子工程系

专业

应用电子技术

班级

成员学号

小组成员：

指导教师：

设计时间：

题目：定时抢答器

一、设计目的掌握译码器、十进制加/减计数器的逻辑功能和工作原理，设计可预置时间的定时电路；分析与设计时序控制电路。画出定时抢答器的整机逻辑电路图，掌握智力抢答器的工作原理及其设计方法，并对各种元器件的功能和应用有所了解。并能对其在电路中的作用进行分析。另外还要掌握电路原理和分析电路设计流程，每个电路的设计都要有完整的设计流程。这样才能在分析电路是有良好的思路，便于查找出错的原因。

二、设计要求抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S1 ~ S4表示。2。设置一个系统清除和抢答控制开关R，该开关由主持人控制。

3.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出音乐提示。先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

4.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，在枪答时间内，选手枪答成功，这时计时器停止计时工作，显示器上显示参赛者的编号，保持到主持人按复位键为止。当规定时间到，仍无人枪答时，本次枪答无效，扬声器报警发出声音，并禁止枪答，计时器显示〃00〃。

三．方案设计与论证 抢答器的组成方框图为：

DS?afegdbcfeDS?agdbcfeDS?agdbcLS?SPEAKERLEDS?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBS?SW-PBLEDLED抢答电路倒计时电路CP声响电路S?SW-PB控制电路 AS1S2S3S4RS3S4S5S6S7SW-PBSW-PBSW-PBSW-PBSW-PBNPN1DIODE165R18RES2Q5D1D2D3DIODED4DIODEDIODED6DIODEDIODED7R7RES210R6RES2D10D8DIODEDIODED92367514DS10DPYbacffbggeecdad[LEDgn]CRYSTALU1cd4043Q02GNDR3RES21R8RES2D5371115461214VCCR0R1R2R3S0S1ENQ3Q1S2S3GND9Q2D11DIODERES2R19DIODER9RES2R10RES2R11RES2R12R13RES2RES28DIODEb抢答电路按R进入抢答状态此时，B点为低电平，A点为高电平按S1-S4抢答后，B点为高电平，A点为低电平B输入高电平后停止抢答（为控制用）。

（2）倒计时电路

该电路的采用CD40110做为个位数计时，它是一个十进制加减法译码显示计数器。十位数采用CD40192可预置加减法BCD计数器，输出经七段LED译码器CD4511使数码显示器工作。在CD40192的可预置端用两个单刀双掷开关控制，实现时间10秒、20秒、30秒可调的功能。

四：声响电路

电路原理如下图所示，该电路分有两部分，一个是抢答成功提示为音乐提示音，另一个是时间接近及时间到提示它利用CD4011和555芯片组成的组合逻辑电路控制蜂鸣器发出声音。

R?VCCBC?BCAPR?RES2Q?NPN11VCC4ARES2OUT2Q?NPN1LS?SPEAKERR?RES2R?RES2C?ELECTRO1GNDGNDVCCCD40192 Q0CD40192 Q1D1714GNVCCD1D19DIODEDIODE2U4A34011984011R41RES2U4C10R40RES2D18R45RES23VCCU?CP蜂鸣器BUZZERQ10NPN1GND7GNDDIODEQ9NPN1VCCGNDR43RES2声音D2048U8RDISD167DIODEVCC定时时间到C4Q3DIODECVoltPortCAPR44RES2TRIGTHR5C3CAPGND1C2CAPGND26延迟555

五、硬件制作与调试

组装时分抢答与倒计时分两部份，经过接后调试，发现抢答单元在接下按钮时没有显示，经仔细检查及调试阅芯片资料后发现CD4043的输出驱动能力底，只有几毫安，只能增加电压放大电路，为不更改太多电路，我们采用两极三级管放大（因为一级放大为反相，LED数码管不支持）电路经修改后，实现抢答功能。

计时电路方面发现倒计时，电路不能停止，经测量发现CD40192的错位输出端的脉冲为一个很窄脉冲，因此不能封锁CP脉冲于是增加一个芯片及数个二级管经过计时到判断。经改动过后，总体电路为：

A

六、设计总结

在此次电路设计时发现了设计的问题，如扇出数，这是这次设计不能顺利完成的原因，另外还要了解到CD4000系列到芯片不能与7400系列芯片配合使用，因为其输入输出的电平不匹配，会导致电路的工作不稳定！

七、参考文献

百度网站 www.daodoc.com 电子芯片质料网 www.daodoc.com 数字电路逻辑与设计 数字电子技术基础实验 通用集成电路速查手册