数字电路实训报告()

广东交通职业技术学院

专业班级： 电子信息工程技术 姓 名： 班级学号： 1013232133 指导教师： 丘社权 成 绩：

目录

一， 数字电路实训目的 二， 设计一个抢答器 1） 电路工作原理 2） 电路分析 3） 设计要求 4） 功能介绍

三， 设计一个电子秒表 1） 电路工作原理 2） 555定时器

3） 74LS90的接法与作用 4） 按键的功能

四， 电路组装调试过程中发生的问题及

解决方法: 五， 实训总结

设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。

实验原理图

选手抢答时，数码显示选手组号。 抢答器电路

其功能主要有74LS90触发器和4013和4069完成。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，；二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程：开关J2置于\"清除\"端时，74LS90触发器的CLR端均为０，Q端均为0,Q=1，所以数码管显示0所有发光二管不亮；。当开关J2不接地即打开时抢答开始，当无人按抢答开关时锁存器Q输出全为高电平经为几个非门仍为高电平锁存器处于等待接收触发状态当选手按下抢答开关时（如第一个抢答开关）1D=1，Q=0，使得CP=1这样使得无论输入何种信号输出将

保持不变（脉冲信号不能进入触发器）从而禁止了其他选手的按键操作

设计要求

(1)4名选手编号为：1，2，3。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3。

(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。

(3)抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

(4)抢答器具有复位功能。当主持人按下开始按钮后，定时器清零，定时显示器显示零，若无人抢答，将一直显示零。参赛选手在主持人的口令下开始抢答，抢答成功者，抢答显示器上显示选手的编号，并保持到主持人将系统清零为止。

(5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。时间显示器显示0。如果有人抢答将显示抢答者序号，并宣布无效抢答。

（6）555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号

电子秒表制作

实验总电路图

电路的工作原理

1)计数原理:根据 74LS90 的功能表恰当的连线，可以实现 74LS90 的 10 进制计数，连接时钟脉冲电源后，可以从 0~9 之间循环计数。4 个 74LS90 之间通过前一位的高位信号向后一位的 CP 端输入信号来实 现进制;59.99 秒计时下，最高位的 6 进制可通过恰当的方法实现，从 而在 0~5 之间循环计数。

2)启动/清零原理：根据 74LS90 的功能表，可在特定情形下实现

数码管的清零和再启动。 3)暂停/连续原理：有脉冲输入，计数器正常计数；无脉冲输入， 计数器暂停计数。

本设计采用 555 定时器作为秒脉冲发生器，如下图

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555， 555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。 由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端放电，使电路产生振荡。电容C在和之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波

使用 74LS90 进行计数，通过不同的连接方式， 74LS90 可以实现四种不同的逻辑功能， 而 且还可借助 R0(1),R0(2)对计数器清零，借助 S0(1),S0(2)将计数器置 9， 本次实训主要用到

1）将 CP2 和 QA 相连，计数脉冲由 CP1 输入，QDQCQBQA 作为输 出端，则构成异步 8421 码 10 进制加法计数器

2）清零功能：当 R0(1),R0(2)均为“1” ，S0(1),S0(2)中有“0”时，实现异 步清零功能，即 QDQCQBQA=0000

这个实验用了两个按键控制，按键一控制秒表的启/停，本按键有自锁功能，按一次启动计时，再按一次停止计时。原理是通过开关控制74LS160的使能端，使其在高低电平中切换。 按键二控制清“0”，本按键无自锁，按下时系统清“0”；放开时系统回复正常计时功能。原理是通过开关控制74LS90的清零端，使其在高低电平中切换

实验中所用器材

1. 集成电路： 74LS90 3个 555 1个 4013 3个 4069 1个 4072 1个

2. 电 阻|： 150K 1只 100 4只 4.7k l只 3. 电 容: 4.7UF 3只 电容103 1只 4.数字电路实验箱一只

电路组装调试过程中发生的问题及解决方法:

（1）：555电路 搭建好555电路后用二极管测试一直常亮，检查电路没有出现什么问题，最终测试发现将两个电阻4.7和150的弄反了。

（2）：计时电路 将计时电路根据仿真电路搭建好后就出现乱码，或者就是显示一些固定数据，没有办法检查出电路错误，最终换了一块161将其实现。

（3）：抢答电路 抢答电路刚开始将4072接错了一直就没有显示，接下来改过来之后出现按键1显示3按键2显示2按键3还是显示3，用万用表检查电路就没有问题，就是在芯片那里有问题，换了芯片以后问题直接解决

实训总结

对于此次实训所用到的芯片有了更熟悉的了解，能掌握这些芯片的功能与功能脚不同电平情况对应的不同功能。了解对芯片组合电路的使用方式。知道功能脚的正确设计连接对芯片功能是否正常实现的重要性。对于原理电路图与实物电路图的转换更熟悉了，能正确的更加清晰的分析出线路合理排布方式，在使用更少材料，更少跳线方面有更为深刻的了解。认识到整体电路合理布局和实用性，必须时刻保持严格谨慎的态度，不能三心二意，否则就很容易出错。通过此次实训，我认识到了再动手焊接电路之前对电路图的分析和画出电路图的重要性。在接线时不能操之过急，必须一步一步严格按照电路图接，减少因为过于急躁二造成的不必要错误，以减少在接线完成后出错的

可能，减少电路的调试修改时间，因为调试修改电路是在这种工作中最为麻烦费事，也是最为费时费神的工作。

在整个设计过程中，我总共想过两个方案，另一个方案弄了两天，原理图实现结果，但实物结果总是实现不了题目的要求。所以我又花了一天的时间做出这个方案，这个相对另一个方案比较简单，包括电路原理和连接，和芯片上的选择。在设计过程，经常会遇到这样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了。所以这几天不管是吃饭还是睡觉，脑子里总是想着如何解决这些问题，如何想出更好的连接方法。不过说也奇怪，整天想着这些问题，脑子和身体却一点都不会觉得累。或许是那种渴望得到知识的欲念把疲劳赶到九宵云外去了吧！ 我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功时看课本，这次看了，下次就忘了，主要是因为没有动手实践过吧！认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。通过这次课程设计，我充分认识到了自学的重要性，以及学以致用的道理，也体会到很多自己完成一件事,成功解决困难的乐趣。我在图书馆和网上查阅了大量的资料，同时也认识到了图书馆和网上搜索的重要作用。在今后的学习过程中，应该多到图书馆和网上看一些专业方面的书籍，以丰富自己的知识。也使我加深了对数字电路技术的理解和应用。最后衷心感谢老师的悉心指导和同学门的热心帮助!