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1、C_OFFONDSWDIPSWC_OFFONDSWDIPSWC_OFFONDSWDIPSWC_RPRESPACKRPRESPACKGNDRDCQGNDVCCTRTHCVURkRkVCCGNDCnCuU:ALSU:ALSU:BLSU:ALSRDCQGNDVCCTRTHCVUGNDRkCuCuCnRkU:BLSVCCRDCQGNDVCCTRTHCVURkRkCuCuCnGNDVCC用Protues仿真进行仿真，受益匪浅，首先，加深了我对数字电路知识的了解，尤其是数字芯片的性能和使用。其次，使我对数字电路设计更感兴趣，原来它是很奥秘的，一些电子功能可以通过组合各种各样的元器件，从而产生想要实现的功能，关键在于能够设计出符合要求的电路。再次，使我对课本知识得到巩固和加强，毕竟课本知识是抽象的，只有真正在实践中利用它，做到学以致用，才能加深对它的理解，所以设计出这个题目后，我发现以前对课本有疑。

2、UBUCUDUEUFUGUAUBUCUDUEUFUGUAUBUCUDUEUFUGUGUFUEUDUCUBUAUAUBUCUDUEUFUGUAUBUCUDUEUFUGU:ALSU:BLSU:CLSU:DLSDQQDQQDQQDQQCLKMRULSkkkkGNDRkVCCU:ALSU:BLSU:ELSU:FLSAQABQBCQCDQDBIRBOQERBIQFLTQGULSAQABQBCQCDQDBIRBOQERBIQFLTQGULSAQABQBCQCDQDBIRBOQERBIQFLTQGULSAQABQBCQCDQDBIRBOQERBIQFLTQGULSGNDDQDQDQDQUPTCUDNTCDPLMRULSDQDQDQDQUPTCUDNTCDPLMRULSDQDQDQDQUPTCUDNTCDPLMRULSDQDQDQDQUPTCUDNTCDPLMRULSVCCOFFONDSWDIPSW。

3、，输出端Q与输入端D一致，即为高电平，号对应的LED灯亮。同时，由于Q为低电平，与非门(U：A)输出为高电平，将按钮的公共端变为高电平，若此时按钮①还处于闭合状态，则与非门(U：B)输出为低电平，使CLK变为低电平，此时LS处于禁止工作状态，其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。答题结束后，主持人开关置于清零状态，LED灯灭，一但恢复初始状态，以便进入下一轮抢答环节。定时电路设计设计要求抢答器具有定时功能，且节目主持人根据抢答题的难易程度，可设定一次抢答的时间(设为s)和回答的时间(设为秒)。设计中选用十进制同步加减计数器LS进行设计，LS是具有置数和清零功能，其引脚图和逻辑图如图所示，功能表如表所示。图QUPTCUDNTCDPLMRULSDQDQDQDQUPTCUDNTCDPLMRULSDQDQDQDQUPTCUDNTCDPLMRULSV。

4、LS真值表①②③④根据各芯片功能及抢答器的功能要求，抢答器电路如下所示U:ALSU:BLSU:CLSU:DLSDQQDQQDQQDQQCLKMRULSkkkkGNDRkVCCU:ALSU:BLSU:ELSU:FLS图抢答器电路工作原理：图三四个按钮为四位选手的抢答开关，单刀开关为主持人控制开关。当主持人控制开关置于清零状态，即闭合时，清除端MR为低电平，输出端Q为低电平，于是LED灯灭，此时抢答电路不工作。当主持人控制开关置于开始状态，MR为高电平，LS的Q经四输入与非门(U:A)输出接入到抢答按钮左边的公共端，按钮右边经反相器接到LS的输入端D，并且同时接到四输入与非门(U：B)，再经两个反相器延时接到LS的时钟CLK端，抢答器处于等待工作状态。若有选手(假设为号选手)按动抢答开关(即按下按钮①瞬间)，此时LS的输入端D为高电平，LS的时钟CLK由低电平变为高电平，在上升沿的作用下。

5、分别置位为、、、，而将个位的LS的D、D、D、D都置于)。当主持人宣读完题目说“开始”并将开关置于“开始”位置后，输出为高电平，此高电平有两路方向：一路输出到抢答计数器LS的LD端，使其处于高电平而开始减计数；还有一路与抢答计数器的十位LS借位输出端TCd相与后接到LS的清除端MR，使其处于高电平而开始工作。当任意一个选手抢答时，假设为①号选手按动抢答开关，此时LS的输入端D为高电平，LS的时钟CLK由低电平变为高电平，在上升沿的作用下，输出端Q与输入端D一致，即为高电平，号对应的LED灯亮，同时扬声器发出秒的响声，并且电路将信号锁存，LS处于禁止工作状态，其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。答题结束后，主持人开关置于清零状态，LED灯灭，一但恢复初始状态，以便进入下一轮抢答环节。若到定时部分抢答计数器倒计时到还无选手按动按钮的话，则抢答。

6、CCOFFONDSWDIPSWC_OFFONDSWDIPSWC_OFFONDSWDIPSWC_OFFONDSWDIPSWC_RPRESPACKRPRESPACKGNDRDCQGNDVCCTRTHCVURkRkVCCGNDCnCuU:ALSU:BLS工作原理：首先主持人根据题的难易程度改变拨码开关DSW的状态，从而改变LS的输入端DDDD的电平来确定抢答时间(假定为秒)和回答时间(假定为秒)，构成秒脉冲产生电路为计时电路提供脉冲。抢答开始前主持人闭合开关，LS的置数端PL为低电平有效，处于置数状态，数码管显示定时时间。抢答开始，主持人打开开关，抢答计数器处于计数状态，产生的秒脉冲与十位LS借位输出端(其初始状态为高电平)以及抢答按钮公共端的反相信号相与。计数器递减计数至，十位LS借位输出端为低电平，计数器停止工作，产生报警。计时期间有人抢答，抢答减计数器停止计时，抢答显示器上显示此刻时。

7、计数器十位LS的借位输出端TCd输出为低电平，停止计数，同时抢答不起作用，报警器报警。若有人抢答，定时部分回答计数器倒计时到还未答完的话，报警器发出秒报警声。综上所述，所设计的电路基本可以实现要求中的功能。经验体会通过本次课程设计，不仅有效巩固了本学期所学数电的相关知识，加强了对重要知识点的记忆和理解，还学会如何运其他选手的按钮操作无效。因抢答控制电路秒脉冲产生电路计时控制电路数码管显示时间报警电路LED显示电路主持人控制开关抢答按钮此，选用四D触发器LS、四输入端与非门LS和六组反相器LS以及LED灯显示电路完成上述功能。LS是常用的四上升沿D触发器集成电路，里面含有组d触发器，可以用来构成寄存器，抢答器等功能部件。当清除端MR为低电平时，输出端Q为低电平。在时钟CP上升沿作用下，Q与数据端D相一致。当CP为高电平或低电平时，D对Q没影响。其引脚图及真值表如下图所示。图LS的引脚图。

8、，同时，回答计数器开始计数，当计数器递减计数至，计数器停止工作，产生报警。报警电路设计由定时器和电阻电容构成的报警电路如图所示。图中定时器用来构成单稳态电路。图具有微分环节的单稳态电路工作原理:由于外界触发脉冲ui加了进来，电路uo由低电平变为高电平到再次变为低电平这段时间就是暂稳态时间。暂稳态时间Tw计算如下：图总电路图RCRCUUURCDDDDDDWlnlnT显然，改变定时元件R或C即可改变延时时间Tw。我们采用的电阻和电容值分别是：R=KΩ，C=uf,满足上式，来产生秒的延时时间；和R=KΩ，C=uf,来产生秒的延时时间。端的输出信号接扬声器，发出报警信号，当计数器为时，扬声器发出秒的声音；当有选手抢答时，扬声器发出秒的声音。完整的电路图及电路的工作原理完整电路图通过控制电路将抢答、定时电路进行连接后，构成了抢答器电路的整体设计，总电路图如图所示：UAUBUCUDUE。

9、对应的LED灯被点亮，扬声器发出秒的响声。然后是主持人对整个电路系统清零，将开关置于“清零”的位置，输出低电平，分为两路：一路与抢答计数器的十位LS借位输出端TCd相与后接到LS的清除端MR，当抢答计数器递减计数至时，十位LS借位输出端为低电平，计数器停止工作，此时MR端为低电平，LS处于禁止工作状态，即实现预定时间内无人抢答，自动给出信号停止抢答，并产生报警；另一路低电平与四个计数器LS的PL端相连，使LS的置数端PL为低电平有效，处于置数状态，数码管显示定时时间。接下来主持人根据题目的难易程度设置抢答时间和回答时间，此设定可以通过调节四个拨码开关，从而改变输入四片LS的四个输入端D、D、D、D的高低电平来进行(例如要设定抢答时间为秒,就将抢答计数器十位的的D、D、D、D分别置位为、、、，而将个位的LS的D、D、D、D都置于；要设定回答时间为秒,就将回答计数器十位的的D、D、D、D。

10、UFUGUAUBUCUDUEUFUGUALS引脚图和逻辑图P、P、P、P置数并行数据输入；Q、Q、Q、Q计数数据输出；MR清零端；PL置数端；CPu加法计数CP输入；CPd减法计数CP输入；TCu进位输出端；TCd借位输出端。矩形波输出表LS功能表根据设计要求，需要两片LS构成进制减计数器。由功能真值表可知，只需将个位LS的借位输出端TCd与十位LS的CPd即可实现进制减计数。值得注意的是，要使其实现减计数，CPu端口必须接高电平。本课程设计采用四片LS，其中两片控制抢答时间，另外两片控制回答时间。计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。秒脉冲电路由构成的多谐振荡器构成，如图所示。多谐振荡器无需外加输入信号就能在接通电源自行产生矩形波输出。RDCQGNDVCCTRTHCVURkRkVCCGNDCnCu图多谐振荡器图定时电路因为周期为一秒，所以频率是赫兹。图中电容的充放电时间分别是：t=RC。

11、分别置位为、、、，而将个位的LS的D、D、D、D都置于)。当主持人宣读完题目说“开始”并将开关置于“开始”位置后，输出为高电平，此高电平有两路方向：一路输出到抢答计数器LS的LD端，使其处于高电平而开始减计数；还有一路与抢答计数器的十位LS借位输出端TCd相与后接到LS的清除端MR，使其处于高电平而开始工作。当任意一个选手抢答时，假设为①号选手按动抢答开关，此时LS的输入端D为高电平，LS的时钟CLK由低电平变为高电平，在上升沿的作用下，输出端Q与输入端D一致，即为高电平，号对应的LED灯亮，同时扬声器发出秒的响声，并且电路将信号锁存，LS处于禁止工作状态，其他选手抢答按钮的输入信号不会被接受。这就保证了抢答者优先性以及抢答电路的准确性。答题结束后，主持人开关置于清零状态，LED灯灭，一但恢复初始状态，以便进入下一轮抢答环节。若到定时部分抢答计数器倒计时到还无选手按动按钮的话，则抢答 。

12、ln≈(RC)t=(R+R)Cln≈(R+R)C所以的端输出的频率为：f=(t+t)≈[(R+R)C]我们采用的电阻和电容值分别是：R=KΩ，R=KΩ，C=uf,满足上式，即得到的是秒脉冲。由以上集成芯片设计的定时电路如图所示。UAUBUCUDUEUFUGUAUBUCUDUEUFUGUAUBUCUDUEUFUGUAUBUCUDUEUFUGUAUBUCUDUEUFUGUGUFUEUDUCUBUAUAUBUCUDUEUFUGUAUBUCUDUEUFUGAQABQBCQCDQDBIRBOQERBIQFLTQGULSAQABQBCQCDQDBIRBOQERBIQFLTQGULSAQABQBCQCDQDBIRBOQERBIQFLTQGULSAQABQBCQCDQDBIRBOQERBIQFLTQGULSGNDDQDQDQDQUPTCUDNTCDPLMRULSDQDQDQD完整电路图工作原理经验体