数电综合实验设计报告

课程设计(综合实验)报告

( 2011 -- 2012 年度第 1 学期)

名称：电子技术综合实验

题目：智力抢答器

院系：电气与电子工程学院

班级：电气0904班

学号：

学生姓名：

指导教师：樊冰

设计周数： 1

成绩：

日期： 2012年 1 月 9 日

《电子技术》综合实验

任务书

一、目的与要求

1.目的

1.1综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。

1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。

1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。

1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。

2.要求

2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。

2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。

2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。

2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。

2.5学会撰写综合实验总结报告。

2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。

2.7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。

二、主要内容

共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。

1.移位寄存器型彩灯控制器

2.智力竞赛抢答器

3.电子拔河游戏机

4.交通信号灯控制器

5.数字电子钟

6.电子密码锁

7.电子秒表

8.数字电子钟（硬件）

三、进度计划

1 设计内容讲解、学习资料查找方法半天

2 发放材料、清点材料、熟悉各种元器件半天

3 查找资料、设计电路、绘制总体电路草图1天

4 电路组装并调试或在Multisim上绘制电路图、仿真并调试2天

5 验收、撰写实验报告1天

四、设计（实验）成果要求

1.学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案；然后对方案中单元电路进行选择和设计计算；最后画出总体电路图。

2.预设计经指导教师审查通过后，学生即可向实验室领取所需元器件等材料，在面包板上组装、调试电路，使之达到设计指标要求。

3.在Multisim软件平台上学生可直接设计、仿真和实现，直至达到设计要求。

五、考核方式

综合以下指标评定综合实验总成绩：优、良、中、及格和不及格。

1.设计方案的正确性与合理性；

2.实验动手能力(安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力以及创新精神等)；

3.总结报告；

4.答辩情况(课题的论述和回答问题的情况)；

5.设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神。

学生姓名：

指导教师：（学生填写）

年月日

一、课程设计(综合实验)的目的与要求

1．正文为宋体，五号字行间距为21

1．1------------

1．2------------

二、设计（实验）正文

1．正文为宋体，五号字行间距为21

1．1------------

1．2------------

三、课程设计（综合实验）总结或结论

1．正文为宋体，五号字行间距为21

1．1------------

1．2------------

四、参考文献

[1] 作者1, 作者2 书名. 出版单位, 版本. 出版日期

附录（设计流程图、程序、表格、数据等）

注：根据课程设计、综合实验的内容将标题任选其一。

课题二：智力抢答器

一、课程设计(综合实验)的目的与要求

1.1设计制作一个可容纳六组参赛队的智力竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。设置一个“系统复位”按钮和一个“抢答开始命令”按钮供主持人使用。

1.2电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出“抢答开始命令”后，若参赛者按下抢答按钮，就显示最先抢答者的组号，指示抢答有效，并以声音警示。若系统复位但未发“抢答开始命令”，参赛者就按下抢答按钮，也显示抢答者的组号，但指示抢答无效，并以声音警示。要求确定第一个输入的抢答信号，并保持该信号不变，同时使后输入的信号无效。

1.3在发出“抢答开始命令”后开始计时，经过规定的抢答时间后若没有人抢答，就发出“抢答时间到”信号，以声光警示，并锁定输入电路使各路抢答信号无法再输入。

1.4设置计分电路，开始时每组预置为100分或其它，答对一次加10分，答错减10分。由于六组计分电路完全一致，所以只需设计一个计分电路即可。

二、设计（实验）正文

1.电路功能描述

1.1主持人预置每组100分。

1.2主持人按准备按钮，宣布准备抢答并宣读题目。

1.3判断有无违章抢答，如果有违章抢答，红色指示灯亮并显示组号，给以口头警告。并重

新执行第二步。若无违章抢答，则进行第四步。

1.4主持人按开始抢答按钮，宣布开始抢答。

1.5选手进行抢答，显示抢到答题权的参赛队组号，经主持人允许开始答题。

1.6主持人根据选手回答情况，加10分或者扣10分。

2.总体方案设计：

本实验需要设计能容纳六组参赛队的智力竞赛抢答器，因为六组参赛队的电路基本相同，所以先设计出一组参赛队的抢答电路。具体电路图设计包括以下几个部分：选手控制电路，选手违章抢答和选手正常抢答显示电路，计分电路，计时电路。

2.1选手抢答电路：

用两个与非门构成RS锁存器完成锁存功能；用74LS148优先编码器立即分辨出抢答者的编号并由锁存器进行锁存，并对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；主持人按开关R对系统复位，以便进行下一轮抢答。

选手抢答电路图如下：

2.2选手违章抢答和选手正常抢答显示电路

当主持人按开关R为高电位时，即按下“准备抢答”按钮，但并未按下开关S，即“开始抢答”按钮时，若选手此时抢答，则属于违章抢答，显示器会显示该选手编号并亮红灯发出警告声音。

当主持人按开关R为高电位时，即按下“准备抢答”按钮，并按下开关S，即“开始抢答”按钮时，若选手此时抢答，属于正常抢答，显示器会显示该选手编号并亮绿灯。

选手违章抢答和选手正常抢答显示电路图如下：

2.3计时电路

2.3计时电路

用74LS193计数器实现减计数和置“9”功能，实现计时。“开始抢答”按钮S即“计时开始”按钮。若显示器由“9”减为“0”时，亮蓝灯并发出警告声音，代表抢答时间结束。选手此时抢答无效。

计时电路图如下：

2.4计分电路

用两片74LS192级联完成计分。将高位片置“1”，主持人按空格键将分数定为“100”分，按“P”按钮加10分，按“M”按钮减10分。

2.5总电路图如下：

三、课程设计（综合实验）总结或结论

电路分析：本实验设计是利用从局部再到整体的设计原则，依据所需实现的功能要求，将各个子功能模块设计出来，将各个模块进行验证分析后，在将其组装成一个整体，这样的设计思路简单，条理清晰，便于差错分析。最终设计的电路图已能够基本满足各项功能要求，此电路设计较为简单，特别是充分利用了优先编码器的优先级别的先后顺序，从而很简单地实现对其他信号的封锁，从而避免了繁琐地使用JK 触发器。从一次电路中就可很方便地分析。本实验设计思路清晰简单方便，功能也经过很好的测试。

设计体会：本次设计实验对自己来说使一次非常好的锻炼，能够很好地体现自身的综合素质。智力竞赛抢答器这一题不算太难，我开始是依据书上的思路进行设计发现非常繁琐，通过自己的大胆思考，终于利用优先编码器实现了自己的突破，做出来时自己很高兴，这就是一种成就感。对于multisim软件，虽然课堂上用过，但一直只是照着课本按部就班地做，有时甚至不知道自己做的是什么，也不知道为什么要这么做，通过这次设计实验，我发现，真正自己想做点东西，就应该要每个细节都得搞清楚，因为任何一个细节都将决定你最后的成败。通过自己的摸索，对于multisim软件我已经掌握得非常不错，也为以后打好了一定的基础。

四、参考文献

[2] 李旭彦主编 《电子技术综合实验》 中国电力出版社 2010 五、附录（设计流程图、程序、表格、数据等） 流程图： 预置100分

准备抢答

主持人宣读题目

开始抢答

是否有抢答

选手抢答

主持人加减分

进入下一轮

违章抢答

无