数电课程设计 八路数字抢答器

利用数字电子基础课程中学习的锁存器、非门、与非门、BCD编码器、七段码以及七段码的驱动芯片设计一款8路数字抢答器。

数字电子技术课程设计

学院 ：

专业班级： 电信1304

姓名： 夏冬春

学号： 201316020422

利用数字电子基础课程中学习的锁存器、非门、与非门、BCD编码器、七段码以及七段码的驱动芯片设计一款8路数字抢答器。

电子信息工程 专业课程设计任务书

利用数字电子基础课程中学习的锁存器、非门、与非门、BCD编码器、七段码以及七段码的驱动芯片设计一款8路数字抢答器。

一、实验目的 ：

1.利用数字电子基础课程中学习的锁存器、非门、与非门、BCD编码器、七段码以及七段码的驱动芯片设计一款8路数字抢答器。

2.能够较全面地巩固和应用“数字电子技术”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握小型数字系统设计的基本方法。

3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统的能力。

4.培养独立进行实验，包括电路布局、安装、调试和排除故障的能力。掌握电路板的焊接技术。

二、实验要求：

1．工作电源5V，用LED灯做电源指示灯；

2．一个按键做复位键，八个按键做抢答按键；

3．8个按键，先按下者，按键指示灯亮，七段码显示相应的数字；

4．实现硬件电路设计并调试成功；

5．焊接规范，美观；

6．认真写课程设计报告，并交纸质版报告。

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三．实验器材

元件 数量

74HC373 1

74HC147 1

74LS04 1

74HC30P 1

CD4511 1

LED灯 9

七段式显示器 1

电阻 10KΩ 470Ω 各8个

开关 9

四．实验原理：

一.74HC373

1. 基本介绍

373为三态输出的八 D 透明锁存器，共有

54/74S373 和 54/74LS373 两种线路。373 的输

出端 O0~O7 可直接与总线相连。当三态允许控

制端 OE 为低电平时，O0~O7

为正常逻辑状态，

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可用来驱动负载或总线。

当 OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但 锁存器内部的逻辑操作不受影响。

当锁存允许端 LE 为高电平时，O 随数据 D 而变。当 LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。

实物图

二.74HC147

优先编码器是当多个输入端同时有信号时,电路只对其中优先级别最高的输入信号进行编码。常用的集成优先编码器IC有10线-4线、8线-3线两种。10线-4线优先编码器常见的型号为54/74HC147、54/74LS147，8线-3线优先编码器常见的型号为54/74148、54/74LS148。

下面我们以TTL中规模集成电路74HC147为例介绍8421→BCD码优先编码器的功能。 10线-4线8421 BCD码优先编码器74HC147的真值表见下表。74LS147的引脚图如下图所示，其中第9脚NC为空。

74LS147优先编码器的输入端和输出端都是低电平有效，即当某一个输入端低电平0时，4个输出端就以低电平0的输出其对应的8421 BCD编码。当9个输入全为1时，4个输入出也全为1，代表输入十进制数0的8421 BCD编码输出

三

.74LS30

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四.74LS04

74LS/LST04是高速的硅栅CMOS

器件并兼容低功耗肖特基的TTL

（ LSTTL ）非门（逆变器）。

五.CD4511

CD4511 是一片 CMOS BCD—锁存/7 段译码/驱动器，用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码—七段码译码器。

1.特点

具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动共阴LED数码管。

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C

D4511引脚图

六．七段数码管

数码管的一种是半导体发光器件，数码管可分为七段数码管和八段数码管，区别在于八段数码管比七段数码管多一个用于显示小数点的发光二极管单元DP（decimal point），其基本单元是发光二极管。

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五．电路设计

3.1 总体方案设计 3.1.1 设计思路

①本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。

②当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二极管直接指示出组别。 ③复位键清零后开始新一轮抢答。

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六．实验体会

1.心得体会：

通过这次实验也培养了我们细心、严谨的工作作风。对自己的动手能力是个很大的提升。并且懂得了和multsim软件的运行与操作。熟悉了关于集成芯片的焊接，各种集成芯片是最常用的电子器件，焊接时候要特别注意关于集成芯片的管脚，要正确明白的知道集成芯片管脚的排列和作用。

本次的课程设计，培养了我们综合应用课本理论解决实际问题的能力；课程设计对我们的帮助是很明显的，它需要我们将学过的理论知识与实际系统地联系起来，加强我们对学过的知识的实际应用能力。在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，同学们共同协作，解决了许多个人无法解决的问题；在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。尽管我们的课程设计难免会有一些错误和误差，但是在这次实验中受益匪浅。

2.遇到问题以及解决方法：

在这次实验过程中，遇到不少问题，例如焊接时的排线设计，焊锡不足，但在和同学一起帮助，互相交流讨论的情况下，最终都能顺利完成焊接。其中，在初次设计电路图时，元件的作用造成很多困扰，查询资料后得到一个可行的方案，在这里我选用了multisim进行仿真，仿真过程中还是会有一定的误差。在实际做成的电路板中,由于元件参数不一定是与仿真图上面等值的，测量出来的性能指标参数难

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免会有一定的误差,对元件封装的不了解，也造成了一定的浪费。接着和周围的同学互相交流布线方案，通过交流，发现到自己元件的选择和布线上存在的不足，接着通过同学正确的指导与校正成功的完成了任务。所以后来开始考虑布线的问题，是线路尽量有序，整齐。焊接集成芯片的原理图管脚，花费了大量的时间去查询、去对照实物。焊接完成后，并没有像电路一样完全正确，需要在复位键按住的情况下，才能达到要求，所以后面的调试占了很多的时间。总的来说，这次的课程设计对我的帮助很大。

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