- 相關推薦
畢業設計競賽搶答器
工作原理：報警電路由兩個555定時器構成。由圖中可以看到,接上電源后,當信號輸入為高電平時,第一個555連接成的單穩態觸發器的輸出為低電平,處于穩定狀態,這時,右邊的多諧振蕩器的復位輸入為低電平,所以其輸出也為低電平.揚聲器不發音.當信號輸入為低電平時,單穩態觸發器被觸發,處于暫穩態,此時其輸出為高電平,輸入到多諧振蕩器的復位端,多諧振蕩工作,輸出為頻率為1.2KHz的脈沖波形.這樣揚聲器就會以1.2KHz的頻率發出間歇式聲響。要求持續2~3秒，可調節電阻和電容實現。假設t=3s，電阻分別為20k、273k、0.61k、2.4k，電容分別為100pf、100pf、0.22uf、0.01uf。
3.4 定時電路
工作原理：定時電路由兩片74LS160構成，其本身為十進制同步計數器，真值表如下所示：
表3.4
CLK X ↑
MR X 1
PE 1 0
S1 X X
S2 Q
X 全0 預置X
數
↑ X X
0 0 0
0 0 0
1 0 X
1 計數 X 保持 0 保持
當有效脈沖邊沿過來時，有兩片74LS160構成的31進制加計數器，當片1輸出為0001，片二輸出為1100，即轉換為十進制時是30，此時片1Q0輸出和片二Q0、Q1輸出經過三輸入與非門后為“0”，使片1的CET、CEP輸入為0，片1停止工作，所以數碼管顯示30。
3.5 秒脈沖發生電路
工作原理：由555定時器構成的多諧振蕩器經過調整電阻電容能改變秒沖周期。當R1=15K，R2=68K，C1=10uF時，T=1s。
第4章 軟件仿真
4.1 仿真電路圖
1搶答器電路
4.1.2顯示電路
圖4.1.2顯示電路
4.1.3報警電路
圖4.1.3報警電路
4.1.4定時電路
圖4.4 定時電路
4.2 仿真過程
在測試好整個電路后，先將開關撥到“清零”狀態，搶答器處于禁止狀態，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間：再將開關置“開始”狀態，宣布“開始”搶答器工作。若是主持人開關并未置“開始”，此時進行搶答，此次在規定時間內進行搶答，看指示燈的的亮暗情況及警鈴是否響。按后再將開關撥到”清零“狀態，搶答器處于禁止狀態，編號顯示器滅燈，定時器設定時間，再將開關值”開始“狀態，之后，先不搶答，等已過了定時器設定的時間后，在進行搶答，觀察指示燈的的亮暗情況及警鈴是否響。然后再將開關撥到“清零”狀態，搶答器處于禁止狀態，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間：先不將開關值“開始“狀態，進行搶答，觀察指示燈的的亮暗情況及警鈴是否響。選手
在定時時間內搶答時，搶答器完成：優先判斷，編號鎖存，編號顯示，揚聲器提示。當一輪搶答之后，定時器停止，禁止二次搶答，定時器顯示剩余時間。如果再次搶答必須由主持人再次操作“清除”和“開始”狀態。
4.3 仿真結果
仿真過程中，沒有錯誤，所有的可能都進行了仿真，都出現了對應的正確的結果。
第5章 安裝調試
5.1 安裝調試過程
1．在調試搶答器主電路時，主電路對于搶答按鍵的輸入不能鎖存且一上電74ls148的EI端就跳變為高電平鎖存芯片，致使74ls48譯碼輸出給數碼管為0。 2．調試過程中發現倒計時到0的時候不能停止。
3．在測試報警電路的時候，發現蜂鳴器不工作，報警功能失效。
4．調試計分電路時，發現按鍵有抖動現象，致使計分時按一次鍵分值變化好幾次。
5.2 故障分析
1．在調試搶答器主電路時，發現主電路對于搶答按鍵的輸入不能鎖存且一上電74ls148的EI端就跳變為高電平鎖存芯片，致使74ls48譯碼輸出給數碼管為0。
解決方法：反復的調試分析其電路原理，并用示波器測試輸入的電源，發現紋波非常之大，之后在電源輸出端并接一個220uf的電解電容和一個0.1uf的瓷片電容，再用示波器測試發現紋波減少很多；然后再在74ls148的使能端EI并接一個0.1uf的瓷片電容，很好的消除了開關電源帶來的紋波干擾，使搶答電路正常的工作。
2．調試過程中發現倒計時到0的時候不能停止。
解決方法; 高位192顯示0的時候，BO2端輸出低電平，因此可以利用這信號與門鎖住低位192的秒脈沖輸入信號。
3．在測試報警電路的時候，發現蜂鳴器不工作，報警功能失效。
解決方法：在通過對單穩觸發器74ls121的測試后發現其能正常工作，555在121觸發后3腳會有一個高脈沖輸出，說明555也能正常工作，在檢查后級推動蜂鳴器工作電路時發現兩個8050管腳裝反，原因是protel99里的封裝與8050的封裝不同。解決這個問題后可以報警，但是聲音很小，于是去掉了100uf的耦合電容，問題解決。
4．調試計分電路時，發現按鍵有抖動現象，致使計分時按一次鍵分值變化好幾次。
解決方法：在按鍵輸出口并接一個電容，去除抖動，但是效果不佳，但是相對沒有加之前情況要好很多，對于純數字邏輯芯片，可以使用鎖存器對按鍵進行消抖，效果要比電容好得多。
5.3實驗結果及分析
接通電源，開關打到預置端，倒計時數碼管顯示30。主持人撥動開關后，倒計時電路開始從30秒倒數，8路觸點開關處于待命狀態。
若有選手按下所在開關（搶答），搶答電路顯示選手所在編碼（0～7），倒計時電路
圖 5-1 倒計時狀態
停止計時。同時其他選手所在的開關被鎖定，搶答無效。
如果30秒倒計時結束后仍無人搶答，LED燈熄滅，倒計時電路鎖定為00，搶答不再有效。 這時只需主持人重新將開關打到預置段，整個電路全部回到初態。準備進行下一輪搶答。
圖 5-2 搶答顯示
圖 5-5 計時鎖定
收獲與體會
這次課程設計的電路是比較復雜的。雖然以前在模電、Protel課程設計中接觸過一些電子電路，但在初期還是感到無從下手.設計過程中，我深刻的體會到在設計過程中，需要反復實踐，其過程很可能相當煩瑣，有時花很長時間設計出來的電路還是需要重做，那時心中未免有點灰心，有時還特別想放棄，此時更加需要靜下心，查找原因。設計思路是最重要的，只要你的設計思路是成功的，那你的設計已經成功了一半。因此我們應該在設計前做好充分的準備，像查找詳細的資料，為我們設計的成功打下堅實的基礎。
設計單元電路階段，這個階段可以說是考察數電書本知識的階段。所有的設計方法還有步驟在數電書上都有，而且還有例題。這個階段遇到的主要問題就是以前的知識忘記不少，所以做設計的時候要常隨手翻閱課本，等于是做了幾道數電作業題。這個階段的難度也不是很大，一般翻課本就可以找到答案并解決問題。
實驗階段可以說是這次設計中最重要的部分，因為以前的只是理論而不是真正的實體。所以說它是最重要的。實驗階段我們遇到的問題有：對軟件不熟悉；對實驗過程中信號的測量知識學習很少；因為各個模塊是分開做而后又組裝到一起的，所以兼容性不是很好（也就是不能融合為一個整體，部分工作能行但是接到一起就會出現問題）;針對以上幾個問題我們作出了以下的“對策”:軟件不熟悉，就借來參考書，一步一步的對著學，而且老師給的資料上也有軟件的使用說明，所以隨著接觸的增加軟件也就越來越熟悉，這方面的問題不是太難因為一邊理論一邊學習正好是學習的好方法，而且也學的特別快。
總之，通過這次練習我有了很多收獲。在摸索該如何設計電路使之實現所需功能的過程中，特別有趣，培養了我的設計思維，增強了動手能力。在改進電路的過程中，同學們共同探討，最后的電路已經比初期設計有了很大提高，這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。此次課程設計，學到了很多課內學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現差錯的隨機應變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應該更輕松，自己也都能扛的起并高質量的完成項目。最后感謝老師在百忙的工作中為我修改論文，指出錯誤，希望老師在以后的日子里一帆風順工作順利。.
參考文獻
《電路與電子學》（第3版）王文輝主編電子工業出版社 2005 《邏輯與數字系統設計》李晶皎主編 清華大學出版社 2008 《數字電子技術基礎》 范文兵 清華大學出版社 2007
《數字電路邏輯設計（第三版）》 王毓銀 高等教育出版社 2005 《數字電路實驗基礎》 崔葛瑾 同濟大學出版社 2005
《數字電路實驗與課程設計》 呂思忠、施齊云 哈爾濱工程大學出版社 2001 《電子線路 設計 實驗 測試（第三版）》 謝自美 華中科技大學出版社 2006 《Multsim9在電工電子技術中的應用》 董玉冰 清華大學出版社 2008 《數字電路及制作實例》 陳振官 國防工業出版社 2006
附錄
1.總電路圖
圖 附1-1 電路原理圖
2.元件引腳圖
圖 附2-2 74LS00引腳圖
圖 附2-1 74LS00引腳圖與功能表
圖 附2-3 74LS148引腳圖
圖 附2-4 74LS192引腳圖
圖 附2-6 共陰數碼管引腳圖
圖 附2-5 74LS48引腳圖
圖 附2-7 555定時器引腳圖
圖 附2-8 74LS279引腳圖
3.使用儀器設備清單
元器件名稱 數量 開關 9個 74LS148 1個 74LS48 6個 74LS192 2個 74LS160 2個 74LS126 1CD4023BCM 1DM7402N 1555定時器 3揚聲器 1 電容 20七段數碼顯示器 6燈泡 7 5V共陰數碼管 34輸入與非門74LS20 110kΩ電阻 91kΩ電 450kΩ電阻 115kΩ電阻 1100Ω電阻 1發光二極管
畢業設計競賽搶答器 210μF電解電容 10.01μF瓷片電容 1導線 若干個 個 個 個 個 個 個 個
個
個 個 個 個 個 個 個 個 個
【畢業設計競賽搶答器】相關文章：
搶答器課程設計報告07-20
畢業設計的總結07-27
畢業設計的總結08-17
畢業設計評語11-02
畢業設計總結01-28
畢業設計心得03-13
競賽的方案08-06
競賽方案【精選】08-08
競賽方案(經典)08-25
(精選)競賽方案09-18