09电子技术课程设计任务书1
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数字电子技术课程设计任务书
学年学期:2011-2012学年第2学期 专业班级: 09电子 2
设计时间:2011年9月19日—24日 学时周数:30学时(1周)
一、设计目的
数字电子技术是电气专业的一门专业基础课,该课程理论与实践内容联系密切,系统性强,是一门理论和实践性都很强的专业基础课,课程设计是本课程必不可少的教学环节,通过设计可以使学生掌握基本的数字电路设计方法和操作技能,进一步加深对数字电路课程的理解与应用,掌握数字系统的组成和设计方法以及系统的调试方法,熟悉常用数字芯片的功能及使用方法。为后续课程的学习奠定坚实基础。
二、设计任务及要求
1. 设计一个多路竞赛抢答器,本设计可以同时供12名选手参加比赛,他们的编码分别是1、2、3、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12各用一个抢答按钮(开关)。
2. 给节目主持人设置1个控制开关,用来控制系统的清零和抢答的开始。
3. 抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始后,若选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示选手的编号。此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。
4. 抢答器设计的时间为25s。当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减时间,并用显示器显示。
5. 参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。
6. 如果定时抢答时间已经到,却没有选手抢答,本次抢答无效,系统封锁输入电路,禁止选手超时抢答,时间显示器上显示00。
三、参考器件
74LS192、74LS148、74LS279 *1片、74HC283, cd4511,门电路(例如74LS10、74LS04)
NE555、电阻、电容、数码显示器、发光LED
四、设计方案说明
1. 根据设计要求,绘制原理框图
抢答按钮(开关)优先编码电路锁存器译码,显示电路(2位数处理)主持人控制开关控制电路秒脉冲产生电路定时计数器(25进制递减计数)译码,显示电路(2位数处理)电路1电路2
12路竞赛抢答器总体设计参考框图
a.框图功能说明
定时抢答器的总体框图包括电路1和电路2两个部分。电路1主要完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按下抢答键时,能显示选手的编号,同时封锁输入电路,禁止其他选手抢答。电路2主要完成定时抢答的功能。
b.抢答器的工作过程
接通电源时,主持人将开关置于“清除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示等显示“0”,定时显示器显示设定的25s时间。
当主持人宣布抢答题,并示意“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,抢答器处于工作状态,定时器倒计时。
当定时时间到,却没有选手抢答时,封锁输入电路,禁止选手超时抢答。
当选手在设定时间内按下抢答键,抢答器完成如下4项工作:
① 优先编码器分辨抢答者的编号,并有锁存器进行锁存,然后由译码显示电路显示选手编号;
② 控制电路对输入编码电路进行封锁,避免其他选手再次抢答;
③ 控制电路要使定时器停止工作,时间显示器上显示剩余的抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。
④ 当选手将问题回答完毕,主持人操作控制开关,使系统回复到禁止工作状态,以便进行下一轮抢答。
c.框图结构说明
优先编码电路可以由两片74LS148级联而成
锁存器由74LS279构成
秒脉冲发生电路:由555定时器构成的多谐振荡器组成。
电路1中的编号”译码显示电路”显示的是选手的编号;电路1中的定时 “译码显示电路”显示的是时间。
25进制减计数器:由2片74LS192构成,注意各个控制端的设置和处理。
控制电路由门电路构成。
2. 设计单元电路
a.74LS148(8-3线优先编码器)
VCC16YS15YEX14I313I212I111I010Y09I41I52I63I74ST5Y26Y17GND874LS148引脚图YS:“无编码信号输入”判断的输出端YEX:编码输出标志位ST:编码使能端,即选通输入信号I0~I7:输入端Y0~Y7:二进制编码输出端74LS148YS=0时,表示“电路工作,但无编码输入”YEX=0时,表示“电路工作,且有编码输入”
表1 74LS148功能表
输 入 输 出
ST 7I 6I 5I 4I 3I 2I 1I 0I 2Y 1Y 0Y EXY SY
1 × × × × × × × × 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
0 0 × × × × × × × 0 0 0 0 1
0 1 0 × × × × × × 0 0 1 0 1
0 1 1 0 × × × × × 0 1 0 0 1
0 1 1 1 0 × × × × 0 1 1 0 1
0 1 1 1 1 0 × × × 1 0 0 0 1
0 1 1 1 1 1 0 × × 1 0 1 0 1
0 1 1 1 1 1 1 0 × 1 1 0 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1
b.74LS279(四SR锁存器)
VCC164S154R144Q133SB123SA113R103Q91R11SA21SB31Q42R52S62Q7GND874LS279引脚图R:清零端S:置位端Q:锁存器输出端74LS279
c.NE555
d.74LS10(三3输入与非门)
VCC1413121110981234567GND74LS10引脚图74LS10&&&555定时器VCC8C7TH6CO5GND1TL2OUT3RD4555定时器引脚图
三、设计时间进度安排
第 1 天:拟定设计方案,画出系统框图、原理图;
第2、3天:设计单元电路,画出总的逻辑电路图;
第 4 天:修改电路,直至满足功能要求;
第 5 天:撰写课程设计报告,包括电路系统的设计方案、调试过程、心得体会等。
四、报告封面与书写格式(见附件)
附:专题设计报告封面
电子与电气工程系
学生课程设计报告
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