基于74LS175芯片的四人搶答器設(shè)計(jì)

1、 西安電子科技高校長(zhǎng)安學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 論 文課題名稱：基于74LS175芯片的四人搶答器設(shè)計(jì) 姓 名: 李 淵 學(xué) 號(hào): 11211019 專 業(yè): 電子信息工程 日 期: 2013年12月 目 錄摘要2Abstract3第一章 引言41.1設(shè)計(jì)要求5第2章 功能介紹5第3章 搶答器設(shè)計(jì)模塊63.1總體設(shè)計(jì)模塊63.2四路搶答器的簡(jiǎn)介63.3四路搶答器的原理63.4單元模塊設(shè)計(jì)103.5試驗(yàn)設(shè)備與器件103.674LS175芯片10第4章 試驗(yàn)步驟與要求114.1電路圖設(shè)計(jì)114.2電路仿真134.3檢測(cè)與查閱器件144.4連接電路144.5電路調(diào)試144.6電路功能試驗(yàn)144.7電路分析

2、14結(jié)束語(yǔ)15參考文獻(xiàn)16致謝17基于74LS175芯片四人搶答器的設(shè)計(jì)摘要：隨著電子技術(shù)的進(jìn)展，它在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。人們對(duì)它的生疏也逐步加深。人們也利用了電子技術(shù)以及相關(guān)的學(xué)問(wèn)解決了一些實(shí)際問(wèn)題。如：智能搶答器的設(shè)計(jì)與制作。搶答器是競(jìng)賽問(wèn)題中一種常用的必備裝置，從原理上講，它是一種典型的數(shù)字電路。觸發(fā)器是數(shù)字電路中的基本規(guī)律記憶單元，具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)用以表示規(guī)律狀態(tài)“l(fā)”和“0”。在電路中它具有記憶信號(hào)的功能，是構(gòu)成各種時(shí)序電路的最基本規(guī)律單元.本文通過(guò)對(duì)槍答器電路設(shè)計(jì)的具體分析，以加深對(duì)觸發(fā)器的功能以及其應(yīng)用的生疏和理解。數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。觸發(fā)器電路將參賽隊(duì)的

3、輸入信號(hào)在顯示器上輸出；主持人按開(kāi)頭按鈕示意開(kāi)頭，以上兩部分組成主體電路。通過(guò)兩個(gè)與門電路實(shí)現(xiàn)屏蔽功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路。經(jīng)過(guò)布線、焊接、調(diào)試等工作后數(shù)字搶答器成形。供四人用的競(jìng)賽搶答器裝置線路，用以推斷搶答優(yōu)先權(quán)。它有三部分構(gòu)成：1個(gè)D觸發(fā)器74LS175，它具有置0端，置1端和CP端；1個(gè)4輸入與門，1個(gè)二輸入與門；四個(gè)輕觸開(kāi)關(guān)，它們組成搶答電路中的CP時(shí)鐘脈沖源，搶答開(kāi)頭時(shí)，由主持人清除信號(hào)，按下復(fù)位開(kāi)關(guān)S，74LS175的輸出Q 1非Q 4非全為1，全部發(fā)光二極管LED均熄滅，當(dāng)主持人宣布“搶答開(kāi)頭”后，首先作出推斷的參賽者馬上按下開(kāi)關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，同時(shí)，通過(guò)與門送出信號(hào)鎖住其余

4、三個(gè)搶答者的電路，不再接受其它信號(hào)，直到主持人再次清除信號(hào)為止.關(guān)鍵詞：數(shù)字電路設(shè)計(jì) ；觸發(fā)器；優(yōu)先搶答B(yǎng)ased on the 74 LS175 chip of the design of vies to answer first four peopleAbstract ： With the development of electronic technology, its application in all fields more and more widely. People the knowledge of it also deepened step by step. People

5、use electronic technology and relevant knowledge to resolve some problems. Such as: intelligent vies to answer first is the design and manufacture. The problem is a competition vies to answer first used the necessary device, from the principle of speaking, it is a kind of typical digital circuits. F

6、lip-flop is in digital circuits basic logic memory unit, with two steady state is used to represent the logical state "l" and "0". In a circuit it has the function of memory signals, it is to make the most of the sequential circuits basic logic unit. This article through to the g

7、un a processor circuit design detailed analysis, in order to deepen our understanding of the function of the application and trigger the understanding and the understanding. Digital vies to answer first is composed of main circuit and expanding the circuit. Trigger circuit will be the team's inp

8、ut signal on a display output; Press the start button beckoned to start the, the above two parts subject circuit. Through the two gate and realize the shielding function, constitute expansion circuit. After wiring, welding, commissioning work digital vies to answer first is forming.For four of the c

9、ompetition with the device vies to answer first line to determine vies to answer first priority. It is composed of three parts: 1 D flip-flop 74 LS175, it has to buy the 0, buy 1 end and the CP end; A 4 input to the door, a second input and the door; Four light touch switch, they constitute the CP c

10、lock pulse vies to answer first circuit source, vies to answer first began, the host clear signal, press the reset switch S, 74 LS175 output Q and the Q and the total for the 1, all leds are LED to put out, when the host announced "vies to answer first start", first to judge the press the

11、switch immediately, the corresponding leds light, and at the same time, through the door and send out signals to lock the three who vies to answer first the circuit, no longer accept other signals until the host again so clear signal.Keywords: Digital circuit design Flip-flop First vies to answer fi

12、rst歡迎下載第1章 引言隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，當(dāng)今的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，選拔人才，評(píng)比優(yōu)勝，學(xué)問(wèn)競(jìng)賽之類的活動(dòng)愈加頻繁，智力競(jìng)賽是一種生動(dòng)活潑的教育方式，人們?cè)谖镔|(zhì)文明得到滿足的同時(shí)更留意精神文明的追求，各種節(jié)目不斷涌現(xiàn)，提高節(jié)目的質(zhì)量尤為重要。本次設(shè)計(jì)是針對(duì)活動(dòng)中用到的搶答器而設(shè)計(jì)的。搶答器是為競(jìng)賽參賽者答題時(shí)進(jìn)行搶答而設(shè)計(jì)的一種優(yōu)先判決器電路，廣泛應(yīng)用于各種學(xué)問(wèn)競(jìng)賽、文娛活動(dòng)等場(chǎng)合。通過(guò)搶答和必答兩種答題方式能引起參賽者和觀眾的極大愛(ài)好，并且能在極短的時(shí)間內(nèi)，使人們快速增加一些科學(xué)學(xué)問(wèn)和生活常識(shí)?，F(xiàn)在的搶答器有著數(shù)字化，智能化的方向進(jìn)展，這就必定提高了搶答器的成本。鑒于現(xiàn)在小規(guī)模的學(xué)問(wèn)競(jìng)

13、賽越來(lái)越多，操作簡(jiǎn)潔，經(jīng)濟(jì)有用的小型搶答器必將大有市場(chǎng)本文設(shè)計(jì)的搶答器，電路簡(jiǎn)潔，成本較低，操作便利，靈敏牢靠，具有較高的推廣價(jià)值。搶答器在競(jìng)賽中有很大用處,它能精確、公正、直觀地推斷出第1搶答者。通過(guò)搶答器的指示燈顯示手段指示出第1搶答者1。本論文設(shè)計(jì)宗旨在培育同學(xué)綜合模擬、數(shù)字電路學(xué)問(wèn)，解決電子信息方面常見(jiàn)實(shí)際問(wèn)題的力量，把握一般電子電路設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)步驟。促使同學(xué)積累實(shí)際電子制作閱歷，預(yù)備走向更簡(jiǎn)單更有用的應(yīng)用領(lǐng)域。目的在于鞏固基礎(chǔ)、留意設(shè)計(jì)、培育技能、追求創(chuàng)新、走向有用。功能簡(jiǎn)介：參與競(jìng)賽者對(duì)主持人提出的問(wèn)題要在短時(shí)間內(nèi)作出推斷，并按下?lián)尨鸢存I回答問(wèn)題。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)人按下按鍵后，同時(shí)電路將

14、其他搶答按鍵封鎖，使其不起作用。主持人有開(kāi)時(shí)間和復(fù)位鍵，按下開(kāi)時(shí)間后才能開(kāi)頭搶答，否者犯規(guī)。搶答前主持人操作開(kāi)關(guān)使搶答有效，顯示燈全熄滅。當(dāng)四人中有人搶答有效時(shí)，其對(duì)應(yīng)的顯示燈亮，此時(shí)其余的開(kāi)關(guān)不起作用，即其對(duì)應(yīng)的顯示燈滅。連接電路并進(jìn)行操作，觀測(cè)搶答器的工作狀況。數(shù)字電路產(chǎn)品在生活中有著極其廣泛的應(yīng)用，包括計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信、智能儀器儀表、自動(dòng)把握及航天等領(lǐng)域中。這些給人們帶來(lái)了生活，工作等方面帶來(lái)了極大的便利。數(shù)字電路的進(jìn)展，使得這門課程對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是很有必要學(xué)好。數(shù)字電路設(shè)備實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔，速度和牢靠性好。在這次的數(shù)字電路制作中，本人制作四路競(jìng)賽搶答器。搶答器在競(jìng)賽等場(chǎng)合中不行缺少的設(shè)備。本文就

15、是從電路模塊的功能簡(jiǎn)介開(kāi)頭，利用功能不同的數(shù)字電路芯片的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)多路搶答器的功能；首先簡(jiǎn)要的介紹四路競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)要求和目的，然后介紹多路搶答器的原理和設(shè)計(jì)過(guò)程，最終介紹幾個(gè)主要集成芯片的管腳功能和用法以及總結(jié)部分，講一些電路在實(shí)際設(shè)計(jì)中的檢測(cè)。1.1設(shè)計(jì)要求依據(jù)搶答的規(guī)章，對(duì)這種電路的功能要求分析如下。首先.電路能對(duì)第一個(gè)按下?lián)尨痖_(kāi)關(guān)的答題者快速做出反應(yīng)，對(duì)應(yīng)的燈要亮，并且燈亮起之后，該答題者不必長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)，電路可以自行工作，保持燈亮。其次，當(dāng)有一盞搶答燈亮起之后，其他答題者后繼的開(kāi)關(guān)按下信號(hào)不會(huì)使其它的信號(hào)燈亮。最終，當(dāng)本次答題結(jié)束后，主持人的開(kāi)關(guān)可以關(guān)閉亮起來(lái)的燈，使電路恢復(fù)初始狀態(tài)，

16、等待下一次的搶答。依據(jù)以上的分析，電路要有以下功能:（1）記憶功能。電路能夠保存第一個(gè)按下開(kāi)關(guān)者的信號(hào)，讓其對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈自動(dòng)保持長(zhǎng)亮，從而答題者不用長(zhǎng)按開(kāi)關(guān)。并且該信號(hào)還要對(duì)屏蔽電路起作用。（2）屏蔽功能。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)燈亮起之后，電路能夠使用記憶的信號(hào)，屏蔽掉其他后繼答題者的開(kāi)關(guān)信號(hào)，使其他的燈不會(huì)再亮.（3）恢復(fù)功能.主持人開(kāi)關(guān)可以使電路恢復(fù)到初始狀態(tài)2。第2章 功能介紹（1）搶答器最多可供4名選手參賽，編號(hào)為1-4號(hào)，各隊(duì)對(duì)應(yīng)用一個(gè)按鈕S1-S4中一個(gè)把握，并設(shè)置一個(gè)清零和搶答把握開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)關(guān)由主持人把握20。（2）搶答器具有鎖存功能，直到主持人，清零。（3）開(kāi)關(guān)S作為清零及搶答把握開(kāi)關(guān)（由

17、主持人把握），當(dāng)開(kāi)關(guān)S被按下時(shí)搶答電路清零，當(dāng)開(kāi)關(guān)S松開(kāi)后這允許搶答，輸入搶答信號(hào)由搶答按鈕開(kāi)關(guān)S1-S4實(shí)現(xiàn)。（4）有搶答信號(hào)輸入，即開(kāi)關(guān)S1-S4中的任意一個(gè)開(kāi)關(guān)被按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED燈變亮，此時(shí)再按其它任何一個(gè)開(kāi)關(guān)被按下均無(wú)效，指示燈照舊“保持”第一個(gè)開(kāi)關(guān)按下時(shí)所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)不變3。第3章 搶答器設(shè)計(jì)模塊四路搶答器的設(shè)計(jì)思路：先從總體功能模塊再細(xì)分到每一片芯片和部件的功能。如：搶答把握模塊是由74LS175芯片和兩個(gè)與門構(gòu)成的19。3.1總體設(shè)計(jì)模塊四路搶答器由主持人把握開(kāi)關(guān)S，搶答開(kāi)關(guān)S1-S4,把握電路（74LS175芯片），規(guī)律與門，LED顯示電路等模塊組成。如下圖3.1所示：主持人

18、搶 答按 鈕控 制電 路（D觸發(fā)器）顯 示電 路反 饋 電 路31 總體模塊圖3.2四路競(jìng)賽搶答器的簡(jiǎn)介四路競(jìng)賽搶答器是供四人用的競(jìng)賽搶答器裝置線路，用以推斷搶答優(yōu)先權(quán)。它有四部分構(gòu)成：2個(gè)JK觸發(fā)器74LS112，它具有置0端和CP端；1個(gè)雙4輸入與非門74LS20，一塊芯片中有兩個(gè)獨(dú)立的與非門；四個(gè)輕觸開(kāi)關(guān)，它們組成搶答電路中的CP時(shí)鐘脈沖源，搶答開(kāi)頭時(shí)，由主持人清除信號(hào)，按下復(fù)位開(kāi)關(guān)S，74LS112的輸出全為1，全部發(fā)光二極管LED均熄滅，當(dāng)主持人宣布“搶答開(kāi)頭”后，首先作出推斷的參賽者馬上按下開(kāi)關(guān)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，同時(shí)，通過(guò)與非門74LS20送出信號(hào)鎖住其余三個(gè)搶答者的電路，不

19、再接受其它信號(hào)，直到主持人再次清除信號(hào)為止4。3.3 四路競(jìng)賽搶答器的原理在設(shè)計(jì)要求中，搶答器電路要實(shí)現(xiàn)的三個(gè)功能里最主要的就是“記憶”。通過(guò)記憶信號(hào)，可以保持搶答燈的長(zhǎng)亮:使用記憶信號(hào)，可以屏蔽其他答題者的后繼開(kāi)關(guān)信號(hào)18。那么，可以選擇“觸發(fā)器”來(lái)實(shí)現(xiàn)記憶的功能;為實(shí)現(xiàn)屏蔽的功能，要選擇與門來(lái)構(gòu)成屏蔽的電路5。3.3.1 觸發(fā)器觸發(fā)器是數(shù)字電路中能夠?qū)崿F(xiàn)記憶功能的基本規(guī)律器件，是二進(jìn)制信息存貯器件。觸發(fā)器具有兩種能自行保存的穩(wěn)定狀態(tài)，用來(lái)記憶0或1兩種規(guī)律狀態(tài)。0或l兩種規(guī)律狀態(tài)在實(shí)際電路中可以用低電壓(規(guī)律0)和高電壓(規(guī)律l)來(lái)實(shí)現(xiàn)，就是通常所說(shuō)的線路中沒(méi)電、有電兩種狀況。簡(jiǎn)潔來(lái)說(shuō)，觸

20、發(fā)器的工作就是將電能存下來(lái)或不存6。觸發(fā)器所處的狀態(tài)通常用其輸出端的輸出信號(hào)來(lái)表示。例如，設(shè)正信號(hào)輸出端為變量Q，反信號(hào)輸出端為變量當(dāng)Q=0 =1時(shí)，表示0狀態(tài);當(dāng)Q=1 =0時(shí)，表示l狀態(tài)。觸發(fā)器能夠依據(jù)其輸入端的不同輸入信號(hào)，將JK所處的狀態(tài)置成0或l。換句話說(shuō)，在肯定的外界信號(hào)作用下，觸發(fā)器可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)(0或l)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)(0或l)。并且，在置數(shù)信號(hào)消逝后觸發(fā)器能將新置入的0狀態(tài)或l狀態(tài)保存下來(lái)，其輸出端會(huì)持續(xù)地輸出低電壓或高電壓6。觸發(fā)器的這些功能完全滿足智力競(jìng)賽搶答電路設(shè)計(jì)中“記憶”功能的要求。3.3.2與門“與”運(yùn)算是規(guī)律運(yùn)算中的一種基本規(guī)律關(guān)系，它的規(guī)律描述是:當(dāng)

21、完成某一個(gè)大事的全部的條件都滿足時(shí)，結(jié)果才會(huì)發(fā)生。換句話說(shuō)，只要全部的條件中有一個(gè)不滿足，結(jié)果就不會(huì)發(fā)生。下面通過(guò)規(guī)律函數(shù)的方法對(duì)“與”關(guān)系進(jìn)行分析。當(dāng)有兩個(gè)條件時(shí)，設(shè)兩個(gè)條件為變量A、B，結(jié)果為變量Y則“與”關(guān)系可以表示為Y=AB用1來(lái)表示“滿足”，用0來(lái)表示“不滿足”、結(jié)果的“發(fā)生”用1來(lái)表示，結(jié)果的“不發(fā)生”用0來(lái)表示：當(dāng)A=1時(shí)，依據(jù)“與”關(guān)系的描述，若B=0則Y=0;若B=1，則Y=1，說(shuō)明當(dāng)A=1時(shí)Y的規(guī)律值與B的規(guī)律值是相同的21。當(dāng)A=0時(shí)，無(wú)論B=0或B=1，依據(jù)“與”關(guān)系的描述，Y的規(guī)律值都是0，說(shuō)明當(dāng)A=0時(shí)Y的規(guī)律值與B的規(guī)律值無(wú)關(guān)，恒等于022。將兩個(gè)條件的“與”關(guān)系

22、進(jìn)行放大，當(dāng)有多個(gè)條件變量時(shí)，只要其中有一個(gè)條件變量的值等于0，無(wú)論其它條件變量的規(guī)律取值是多少，結(jié)果變量恒等于07。在數(shù)字電路中，表示“與”關(guān)系的規(guī)律電路稱為與門，其中條件變量對(duì)應(yīng)與門的輸入端，結(jié)果變量對(duì)應(yīng)與門的輸出端.依據(jù)上面的函數(shù)分析可以看出，在與門中只要有一個(gè)輸入端的輸入信號(hào)為0(低電壓)，該0信號(hào)就可以屏蔽掉其它輸入端的輸入信號(hào)，使得輸出恒等于0(低電壓)17。利用與門的這種功能就可以實(shí)現(xiàn)智力競(jìng)賽搶答電路的屏蔽要求。3.3.3器件選擇搶答開(kāi)關(guān)每人只有一個(gè)，因此在輸入信號(hào)為單端信號(hào)的狀況下，D型觸發(fā)器用來(lái)最為便利，其狀態(tài)方程為:Qn+1=D(CP上升沿有效)，從D型觸發(fā)器的公式可以看出

23、，其輸入變量只有一個(gè)，故物理上只有一個(gè)輸入端而且其輸出狀態(tài)與輸入信號(hào)是相同的23?！癈P上升沿有效”，說(shuō)明觸發(fā)器輸出狀態(tài)的更新發(fā)生在CP脈沖信號(hào)的上升沿(脈沖電壓由低電壓上升到高電壓的過(guò)程)，新?tīng)顟B(tài)只取決于脈沖信號(hào)到來(lái)前D端的狀態(tài)，故又稱為上升沿觸發(fā)的邊沿D型觸發(fā)器8。D型觸發(fā)器的應(yīng)用很廣，可用作數(shù)字信號(hào)的寄存、位移寄存、分頻和波形發(fā)生等。在集成產(chǎn)品中，也有很多種型號(hào)可供不同用途的需要而選用。如集成雙D74LS74、集成四D74LS175、集成六D74LS174等.設(shè)計(jì)要求是四人使用，故選擇74LS17524。74LS175是四上升沿D型觸發(fā)器，在芯片上集成了4個(gè)相互獨(dú)立的D型觸發(fā)器.每個(gè)觸發(fā)

24、器對(duì)應(yīng)一個(gè)輸入端D和互補(bǔ)的兩個(gè)輸出端Q、。并且4個(gè)觸發(fā)器共用置0端RD非和工作脈沖輸入端CP。4個(gè)D觸發(fā)器受到同一個(gè)工作脈沖輸入端的把握，只有在CP信號(hào)處于上升沿時(shí)(低電壓變化到高電壓的過(guò)程)，觸發(fā)器的狀態(tài)才能發(fā)生轉(zhuǎn)變25。RD非的輸入端的有效信號(hào)是低電壓16。當(dāng)RD非=0時(shí)，Q1Q4=0。對(duì)應(yīng)的 1 4=1，即4個(gè)D觸發(fā)器同時(shí)被置0，并且該置0端信號(hào)有效性與CP信號(hào)無(wú)關(guān)。與門選擇兩個(gè)，一個(gè)四輸入與門，一個(gè)二輸入與門。通過(guò)與門的性質(zhì)，用兩個(gè)與門就可以完全實(shí)現(xiàn)屏蔽電路的設(shè)計(jì)9。現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品中集成與門器件很多，我們可以依據(jù)需要選擇.基于以上器件，現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)律電路圖如下圖3.2圖3.2D觸發(fā)器構(gòu)成的智力競(jìng)

25、賽搶答器基本電路圖3.3.4電路說(shuō)明如圖所示為由集成D觸發(fā)器組成的智力競(jìng)賽搶答電路，圖中3號(hào)芯片為四上升沿D觸發(fā)器74LS175:KI，K2，K3，K4為搶答開(kāi)關(guān);Q1Q4分別接4個(gè)LED發(fā)光二極管; 1 4 同時(shí)接入,四輸入與門(l號(hào)芯片)，其輸出與外接CP信號(hào)同時(shí)輸入二輸入與門(2號(hào)芯片)，二輸入與門的輸出接入74LS175的工作脈沖輸入端CP;S為主持人開(kāi)關(guān)，當(dāng)其打開(kāi)時(shí)，+5v電源接入RD非，則RD非=1(高電壓，無(wú)效信號(hào))10。在進(jìn)行搶答之前，KlK4搶答開(kāi)關(guān)全部打開(kāi)接地(低電壓)，則Q1Q4=0(低電壓)。由主持人清除信號(hào)，按下復(fù)位開(kāi)關(guān)S。由電路知，此時(shí)RD非=0，74LS175的輸

26、出Q1Q4同時(shí)被置為0，全部發(fā)光二極管均熄滅11。此時(shí) 1 4=1，1號(hào)與門和2號(hào)與門都打開(kāi)，工作脈沖輸入端CP能夠接收到外接工作脈沖。當(dāng)主持人宣布“搶答開(kāi)頭”后，首先做出推斷的答題者馬上按下?lián)尨痖_(kāi)關(guān)K，此時(shí)開(kāi)關(guān)接通+5V電源，電流就會(huì)通過(guò)開(kāi)關(guān)，進(jìn)入觸發(fā)器，整個(gè)電路就要工作了。例如，K1開(kāi)關(guān)被按下，則D1=1(高電平)，使得Q1=l，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管亮起來(lái)。同時(shí)， 1=0，使得1號(hào)與門輸出為0，2號(hào)與門的一個(gè)輸入端輸入為0，則輸入2號(hào)與門的外接工作脈沖信被解蔽，74LS175的CP端輸入信號(hào)恒等于0，失去工作脈沖，則74LS175這種邊沿觸發(fā)器就不會(huì)接受其它三個(gè)搶答者的開(kāi)關(guān)信號(hào)12。而目.答題

27、者放開(kāi)K1開(kāi)關(guān)后，由于觸發(fā)器具有記憶功能，D1觸發(fā)器也會(huì)保持信號(hào)輸出不變，其對(duì)應(yīng)的燈也會(huì)長(zhǎng)亮并且萬(wàn)解蔽信號(hào)照舊存在13。這種狀態(tài)會(huì)始終持續(xù)到主持人再次按下S，清除信號(hào)為止。3.4單元模塊設(shè)計(jì)該電路主要完成兩個(gè)功能：（1）辨別出選手按鍵的先后，LED亮燈；（2）禁止其他選手按鍵，其按鍵操作無(wú)效。3.5實(shí)訓(xùn)設(shè)備與器件（1）+5V直流電源 ，按鍵式開(kāi)關(guān)5個(gè)，指示燈（發(fā)光二極管）四只、510電阻4個(gè)、5.1K電阻1個(gè)、導(dǎo)線若干。 （2）直流數(shù)字電壓表 （3）1個(gè)74LS175、1個(gè)四輸入與門，1個(gè)二輸入與門。3.674LS175芯片74LS175是四D觸發(fā)器，是上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器。D觸發(fā)器的狀態(tài)方

28、程為：Qn+1 D，引腳功能及規(guī)律符號(hào)如圖3-4所示，上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的功能如表3-5所示。D是數(shù)據(jù)輸入端，是觸發(fā)器狀態(tài)更新的依據(jù)，Q與 為兩個(gè)互補(bǔ)輸出端。通常把 Q0、1的狀態(tài)定為觸發(fā)器“0”狀態(tài)；而把Q1，0定為“1”狀態(tài)14。 圖33 74LS175四D觸發(fā)器引腳排列及規(guī)律符號(hào)輸入輸出DQQLLHHHL表3-1 上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的功能第4章 試驗(yàn)步驟與要求4.1電路圖設(shè)計(jì)圖41 電路圖4.2電路仿真圖42 仿真圖4.3檢測(cè)與查閱器件 用數(shù)字集成電路測(cè)試儀檢測(cè)所用的集成電路。通過(guò)查閱集成電路手冊(cè)，標(biāo)出圖中各集成電路輸入、輸出端的引腳編號(hào)。 4.4連接電路 按圖 3-1連接電路。先在試驗(yàn)

29、電路板上插接好器件。在插接器件時(shí)，要留意芯片的豁口方向（都朝左側(cè)），同時(shí)要保證芯片的管腳與插座接觸良好，管腳不能彎曲或折斷。指示燈的正、負(fù)極不能接反。在通電前先用萬(wàn)用表檢查各芯片的電源接線是否正確。 4.5電路調(diào)試 首先按搶答器功能進(jìn)行操作，若電路滿足要求，說(shuō)明電路沒(méi)有故障。若某些功能不能實(shí)現(xiàn)，就要設(shè)法查找并排解故障。排解故障可按信息流程的正向（由輸入到輸出）查找，也可按信息流程逆向（由輸出到輸入）查找。例如：當(dāng)有搶答信號(hào)輸入時(shí)，觀看對(duì)應(yīng)指示燈是否點(diǎn)亮，若不亮，可用萬(wàn)用表（規(guī)律筆）分別測(cè)量相關(guān)與非門輸入、輸出端電平狀態(tài)是否正確，由此檢查線路的連接及芯片的好壞。 若搶答開(kāi)關(guān)按下時(shí)指示燈亮，松開(kāi)時(shí)

30、又滅掉，說(shuō)明電路不能保持，此時(shí)應(yīng)檢查與非門相互連接是否正確，直至排解全部故障為止。 4.6電路功能試驗(yàn) （1）按下清零開(kāi)關(guān)S后，全部指示燈滅。 （2）選擇開(kāi)關(guān)S1S4中的任何一個(gè)開(kāi)關(guān)（如S1）按下，與之對(duì)應(yīng)的指示燈(D1)應(yīng)被點(diǎn)亮，此時(shí)再按其他開(kāi)關(guān)均無(wú)效。 （3）按把握開(kāi)關(guān)S，全部指示燈應(yīng)全部熄滅。 （4）重復(fù)（2）和（3）步驟，依次檢查各指示燈是否被點(diǎn)亮15。 4.7電路分析 分析實(shí)訓(xùn)電路，完成表 4-1各項(xiàng)內(nèi)容 ，表中H表示指示燈亮，L表示指示燈滅。假如不能正確分析，可以通過(guò)試驗(yàn)檢測(cè)來(lái)完成。 S4S3S2S1Q4Q3Q2Q1 LHHH1000HHHH0000HHLL0011HLHH0100

31、LHHL1001HHHL0001HHLH0010HLHL0101表 4-1 功能表結(jié)束語(yǔ)首先，從該電路設(shè)計(jì)本身來(lái)說(shuō)，由集成D觸發(fā)器74LS175組成的搶答電路，電路設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)潔，器件易選購(gòu)。但需要外加CP工作脈沖(由于本文的重點(diǎn)是搶答，電路的設(shè)計(jì)，因此沒(méi)有給出脈沖發(fā)生電路)。相比而言，其他類型的觸發(fā)器，比如基本RS觸發(fā)器和JK觸發(fā)器，同樣可以用于搶答器電路的設(shè)計(jì)并且不需要外加CP工作脈沖，但電路中使用的門器件較多，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其次，從觸發(fā)器的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，只要電路設(shè)計(jì)中需要記憶單元，都可以用不同類型的觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，比如寄存器的設(shè)計(jì)，計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)等等都需要觸發(fā)器的參與。參考文獻(xiàn)1 周良權(quán),方小喬編.數(shù)字

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