1、數(shù)電作業(yè)設(shè)計報告 一、八人搶答電路設(shè)計要求：1. 搶答器編號1到8，相應的搶答器被按下時其編號會在數(shù)碼管上顯示，此時其他搶答器的操作將被封鎖；2. 具有每次搶答之前的手動清零功能；3. 清零后新一輪搶答開始，倒計時30秒，若30內(nèi)無搶答器被按下，則紅燈亮一下示意此次搶答無效；具體結(jié)構(gòu)展示：1） 搶答電路如圖：初始狀態(tài)：按下?lián)尨鹌靼存I后：按下清零按鍵后：首先將八個搶答器的狀態(tài)等效一組狀態(tài)碼，采用74LS148（8線-3線優(yōu)先編碼器）進行編碼輸出，輸入端選取0到7位對應八個搶答器，由于輸出范圍為000111，所以輸出端加74LS283（超前進位加法器）將輸出每項加0001，此時輸出范圍為00011

2、000，輸送給數(shù)碼管以顯示組號；為了實現(xiàn)當有搶答器按下是其他搶答器被封鎖的功能，采用74LS175（四D觸發(fā)器）以及一個D觸發(fā)器以及一個四輸入與非門構(gòu)成鎖存器，連接方式如圖。當有搶答器被按下的時候編碼器從EO端端同時產(chǎn)生一個上升脈沖，送入4D觸發(fā)器的時鐘端，為了讓時鐘捕捉到觸發(fā)器輸入端的序列，使用D觸發(fā)器對EO端的脈沖進行延時。最終當信號序列送入數(shù)碼管后，四個輸出端通過一個與非門連接編碼器的使能端EI，當有信號序列輸入時，與非門輸出為1，編碼器被禁止工作；需要清零時按一下與觸發(fā)器clear端相連的開關(guān)，此時四D觸發(fā)器輸出端全部置1，與非門輸出為0，編碼器工作，等待接收信號；2）計時電路如圖：采

3、用兩片74LS160（十進制計數(shù)器）整體置數(shù)法構(gòu)成模三十計數(shù)器，計數(shù)范圍為000000001 0011 0000，輸出端連接數(shù)碼管顯示。三十秒計數(shù)結(jié)束的時若仍沒有搶答器被按下，則紅燈亮，此次搶答無效。3） 總電路如圖：搶答電路與計時電路連接的關(guān)鍵在于：1. 四D觸發(fā)器輸出端進過與非門后再過一個反相器與兩片計數(shù)器的一個允許控制端相連，以達到控制計數(shù)器是否工作的目的；2. 四D觸發(fā)器清零端與計時器的反饋相與之后送給置數(shù)端，以確保每次清零后計數(shù)從零開始。3. 在允許控制端前加一個開關(guān)確保搶答未開始的時候計時器不工作。2、 數(shù)字時鐘電路設(shè)計指標：1. 實現(xiàn)即時功能；2. 實現(xiàn)校時功能；具體結(jié)構(gòu)展示如下

4、：1） 計時電路電路圖如下：首先計時系統(tǒng)由三個計數(shù)器構(gòu)成，分別對應時、分、秒。采用同步置數(shù)法以兩片74LS160（十進制計數(shù)器）同步級聯(lián)構(gòu)成計數(shù)器，模值分別為24（時）、24（分）、60（秒）。之所以要采用十進制計數(shù)器是因為計數(shù)器的輸出與數(shù)碼管的輸入相符（均為BCD碼）。每級計數(shù)器采用兩個四輸入數(shù)碼管表示十位和個位。各計數(shù)器的連接是這樣的，首先三個計數(shù)器級別由下至上分別是秒、分、時，每級計數(shù)器的反饋置數(shù)信號作為上一級的時鐘信號。然而由于計數(shù)器在下降沿計數(shù)，同時反饋信號是如下所示的脈沖：如果直接把反饋信號送給CP端，會導致上一級的計數(shù)器提前計數(shù)（秒計數(shù)器還在59時，分計時器已經(jīng)是1),所以讓反饋

5、信號通過一個反相器，使下降沿滯后，從而達到設(shè)計要求。2） 校時電路電路如下：本來打算用八個同步開閉的單刀三擲開關(guān)控制二進制序列的送數(shù)對象，但是在仿真軟件里沒有找到類似的開關(guān)，于是現(xiàn)在僅以一個計數(shù)器為例說明校時方法。需要調(diào)整的時刻分為秒、分、時以二進制序列的形式表示，經(jīng)過兩片74LS175（四D觸發(fā)器）然后Q端按高位到低位與計數(shù)器輸入端連接，如圖所示。以微動開關(guān)與Vcc產(chǎn)生的上升沿一方面送給觸發(fā)器的CP端，一方面通過反相器與計數(shù)器的反饋置數(shù)信號相與之后送給置數(shù)端，此時反饋信號與微動開關(guān)送來的信號任一為零時計數(shù)器均進入置數(shù)狀態(tài)。整個結(jié)構(gòu)具有以下兩種工作狀態(tài)：1. 當觸發(fā)器不送數(shù)時，計數(shù)器輸入端相當

6、于接地（0000 0000），計數(shù)器正常工作；2. 當觸發(fā)器CP端收到上升沿，送出預制的二進制序列，此時計數(shù)器置數(shù)，然后從置數(shù)點開始工作；3） 總電路5、 設(shè)計一模為“學號后三位+100”的計數(shù)器，當計數(shù)器的值等于同宿舍同學的學號（后三位）時輸出Z為1，否則輸出為0（宿舍的左、中、右房間分別用Z1、Z2、Z3表示）。（CP頻片74LS163率f=1Hz）1） 采用兩計數(shù)器構(gòu)成模108計數(shù)器，如圖：先將兩片74LS163同步級聯(lián)組成N=1616=256的計數(shù)器，然后采用整體置數(shù)法構(gòu)成模108計數(shù)器，計數(shù)范圍由00000000（0）至01101011（107），當計到01101011（107)時通

7、過與非門同步置零。 2）采用三片74LS151數(shù)據(jù)選擇器以及少量SSI實現(xiàn)組合反饋網(wǎng)絡(luò)的輸出，總電路圖如下：分析如下：其中數(shù)據(jù)選擇器的輸入端與計數(shù)器的低四位中的端相連，具體如圖所示，根據(jù)題目要求僅在計數(shù)器的值等于同宿舍同學的學號是輸出Z為1，而我的學號是8，于是僅選取前15個計數(shù)值列狀態(tài)表如下：十進制00000000100011002001010030011100401001005010101060110010701110108100001091001001101010001111011001121100001131101000141110000151111000由此畫出卡諾圖如下：0001111000011101100011000010000000011110000000010111110000101000000111100000000100001