数字电子技术基础课程设计报告-智力竞赛抢答器

数字电子技术基础课程设计报告-智力竞赛抢答器内容摘要：

在一起的中规模集成电路 ,因集成电路内部含有 3 个 5 千欧电阻而得名 ,在控制、定时、检测、放声、报警等方面有着广泛的应用。 而这次是将 555 够成一个多谐振荡器。 D 触发器，其功能有： ⑴ D 触发器具有接收并记忆信号的功能，又称为锁存器。 ⑵ D 触发器属于脉冲触发方式。 ⑶ D 触发器不存在约束条件和一次变化现象，抗干扰性能强，工作速度快。 而这次正是利用了的以上功能来构成一个简单的抢答器。 综上所述可知在本次设计的电路 中， RS 边沿 D 触发器有四个，其作用是用来锁存非最先抢答者的抢答信号。 而三个 JK 触发器则是构成了一个减法计数器且和 555 定时器一起使用，形成一个倒计时器， 555 是为 JK 触发器定时提供提够脉冲，使 JK 触发器工作。 4511 5 译码器将 JK 触发器输出的信号转换成能够在数码管上显示的有效信号。 还有就是 74190 可逆计数器，主要是用来计算选手得分情况。 此部分主要是详细介绍该智力抢答器各个组成模块，以及各模块的器件组成以及相应的功能。 此智力竞赛抢答器由三部分组成：抢答器、计时器以及计分器。 下面就依次介绍 各组成部分的设计方法，功能等。 这个抢答器设计成可供四个人抢答使用，它的组成器件有：四个三极管、 四个 D 触发器（ 74LS74）、四个或非门以及用于起提示作用的发光二极管和扬声器。 电路图如下： Q0.Q1.Q2..Q3...Res2..Res2..Res2..Res2.选手 1.选手 2.选手 3.选手 4SRD4SRD2SRD3SRD1VCCVCCS1主持人L1SpeakerL2SpeakerL3SpeakerL4SpeakerDLED1DLED2DLED3DLED4..Res2..Res2.NOR4N1S.NOR4N1S.NOR4N1S.NOR4N1S 其工作原理如下： 当主持人将开关拨至接通状态时，这样三极管处于截至状态，使选手无法抢答，整个抢答器处于被锁定状态，当主持人将开关断开时，三极管的集电极接高电平，这样三极管处于导通状态，当选手有抢答信号输入时可以通过三极管将信号传送给 D 触发器，而 D 触发器的 6 作用则是判断选手的信号，并锁住其他选手的 信号传入。 首先，对于三极管的工作原理，主要是巧妙的利用了它的基极和集电极的电压关系来使三极管截至或导通即利用了三极管的开关作用。 晶体三极管的电流放大作用。 晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。 这是三极管最基本的和最重要的特性。 我们将Δ Ic/Δ Ib 的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。 电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。 晶体三极管的三种工作状态 截止状态：当加在三极 管发射结的电压小于 PN 结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。 饱和导通状态：当加在三极管发射结的电压大于 PN 结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。 三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。 其次，而 D 触发器的的构成原件 见下图： 此 D 触发器又叫维持 —— 阻塞边沿触发器，该触发器有六个与非门组成，其中啊 a 和 b构成基本 RS 触发器下面分析其工作原理： Sd 和 Rd 接至基本 RS 触发器的输入端，它们分别是预置和清零端，低电平有效。 当 Sd=0且 Rd=1 时，不论输入端 D 为何种状态，都会使 Q=1， Q =0,即触发器置一；当 Sd=1 且 Rd=0时，触发器的状态为 0， Sd 和 Rd 通常又称为直接置 1 和置 0端。 工作过程如下： ① 、 CP=0 时，与非门 c 和 g 封锁，其输出 c=e=1，触发器的状态不变。 同时，由于 c 7 至 f 和 e 至 g 的反馈信号将这两个门打开，因此可接收输入信号 D， f=D ， g=f =D。 g ② 、当 CP 由 0 变 1 时触发器翻转。 这时 c和 e打开，它们的输出 c和 e的状态由 f和g 的输出状态决定。 C= f =D， e=g =D。 由基本 RS 触发器的逻辑功能可知， Q=D。 ③ 、触发器翻转后，在 CP=1 时输入信号被封锁。 C 和 e 打开后，它们的输出 c 和 e 的状态是互补的，即封锁了 D 通往基本 RS 触发器的路径；该反馈线起了使触发器维持在 0状态和阻止触发器变为 1 状态的作用，故该反馈线称为置 0 维持线，置 1 阻塞线。 e为 0 时，将 c 和 g 封锁， D 端通往基本 RS 触发器的路径也被封锁。 维持阻塞 D 触发器状态方程和状态真值表 如下： nn D1 表 D 触发器真值表 Sd Rd CP。