6人抢答器课程设计(2)

由功能表可知，在8个输入端均无低电平输入信号和只有输入0端（优先级别最低位）有低电平输入时，A2A1A0均为111，出现了输入条件不同而输出代码相同的情况，这可由GS的状态加以区别，当GS＝1时，表示8个输入端均无低电平输入，此时A2A1A0=111为非编码输出；GS＝0时，A2A1A0=111表示响应输入0端为低电平时的输出代码（编码输出）。EO只有在EI为0，且所有输入端都为1时，输出为0，它可与另一片同样器件的EI连接，以便组成更多输入端的优先编码器。从功能表不难看出，输入优先级别的次为7，6...，0。输入有效信号为低电平，当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端无低电平输入时，输出端才输出相对应的输入端的代码。例如5为0。且优先级别比它高的输入6和输入7均为1时，输出代码为010，

这就是优先编码器的工作原理。

表1 74LS148 8线—3线二进制编码器真值表

1011121312345I0I1I2I3I4I5I6I7S

Y0

Y1Y2

74LS148

YEX

97614

Ys

(a)

15

(b)

CCSEX32100

图7 74LS148管脚图

4.2 计数器74LS192

74LS192具有下述功能：

① 异步清零：CR=1，Q3Q2Q1Q0=0000

② 异步置数：CR=0，LD=0，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0 ③ 保持：CR=0，LD=1，CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原态

④ 加计数：CR=0, LD=1，CPU=CP，CPD=1，Q3Q2Q1Q0按加法规律计数 ⑤ 减计数：CR=0, LD=1，CPU=1，CPD= CP，Q3Q2Q1Q0按减法规律计数 74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器，CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端，LD为预置输入控制端，异步预置，CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出 ，BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。

图8 74LS192管脚引线图

4.3 触发器 74ls279

74LS279就是4R-S触发器，每片上有四路R-S触发器。每路R-S触发器有R和S两个输入和一个输出端Q。主要功能如下：

① 当S输入低电平（0）时，输出Q为低电平（0）

② 当S输入高电平（1）时，如果R输入低电平（0），则Q为高电平（1） ③ 当S输入高电平（1）时，如果R输入低电平（1），则Q保持不变

图9 74ls279引脚图

4.4 译码器74ls48

74LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中，本抢答器电路就运用到了译码器，用作译码显示的一部分功能，具体的逻辑功能下面我就给大家介绍一下以及这个元件的一些参数。

表2 74ls48

逻辑功能

图10 74ls48引脚图

5 电路仿真分析

按照总体电路图在仿真软件上画出原理图，确定参数后对设计出的电路进行仿真。并验证每部分是否能正常工作，是否达到了预期的效果，在器件有限的条件，下面是我的一些仿真数据和图片。

图11 已开始抢答，但过了12秒后还没人抢答，系统正在倒计时

图12 开始抢答8秒后，第5组抢答到了

图13 开始抢答过了20秒后还无人抢答，报警，系统自动停止，无法再抢答，直到主持人置零

6 安装调试

抢答电路连接好以后，测试时，发现电路并不稳定。最初，我以为电路锁存数据是在5号管脚为高电平时，数据才被锁存的。以这为理论依据，我认为电路不稳定是因为5号管脚在到达高电平时，需要一段时间，由于在这段时间内，74ls279的s端是不确定的，电路不稳定，就是在这段不确定的时间内造成的。我想了很多办法，使当有人抢答时，缩短5号管脚为高电平的时间，结果电路还是不稳定。我又仔细的想一想电路的锁存原理，发现我最初的想法是错的，输入信号并不是在5号管脚为高电平时锁存的，而是在当抢答者按下开关弹起时，由于此时无编码输入Y0,Y1,Y2端为高电平，保存了输入的编号。后来我在输入端加上电阻，电路就变稳定了。

最初，我以为当74ls192的减法计数到0时就输出低电平，所以我用两片74ls192的TCD输出端或非后的输出信号来控制输入脉冲，倒计时电路连接好以后，测试时，发现到00时，电路并不停止，仍从99开始，后来我发现，低电平的输出并不是在0时，而是在0变为9时，所以只需用第二片74ls192的TCD输出端控制输入脉冲，我还发现，由于74ls192是上升沿触发，用来控制输入脉冲的信号，必须使脉冲变为低电平。

8 心得体会

经过1星期的实习，完成了规定的实践任务，完成6人抢答器的设计。在设计的过程中，画电路原理图就花了3天左右的时间，通过网上查找资料和指导老师的辅导，才完成的仿真原理图，在仿真的过程中，不能置零，经过反复检查发现锁存器的高低电平接反了。倒计时电路显示错误，检查发现是显示管用错了，通过改正完成仿真。在安装的过程中，由于原件有限，把电路的或门改成了与非门，刚开始错把导线当漆包线用了，于是全剪了重新焊接，浪费了许多时间，由于线很粗，导致接线密密麻麻，幸好没短路，在接线过程中，我是边接边检查，第一次接电源就有显示并出了结果。在焊接时不留神就烫到手了，所以细心严谨是必不可少的，理论知识要足够熟悉，烫伤膏药也是要准备的，做好防护措施，焊接时一定不能心急，细心是关键。

参考文献

[1] 彭介华.电子技术课程设计指导. 北京：高等教育出版社. [2] 张玉璞，李庆常.电子技术课程设计. 北京：北京理工大学出版社. [3] 梁宗善. 电子技术基础课程设计. 武汉：华中理工大学出版社.

附录1

表3 抢答器元器件表

附录

2

图14 原理图