智力競賽搶答裝置實(shí)驗(yàn)報(bào)告
智力競賽搶答裝置實(shí)驗(yàn)報(bào)告
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1、學(xué)習(xí)數(shù)字電路中D觸發(fā)器、分頻電路、多諧振蕩器、CP時(shí)鐘脈沖源等單元電路的綜合運(yùn)用；
2、熟悉智力競賽搶答器的工作原理；
3、了解簡答數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試及故障排除方法。
二、實(shí)驗(yàn)原理
下圖為四人用的智力競賽搶答裝置線路，用以判斷搶答優(yōu)先權(quán)。
智力競賽搶答器裝置原理圖
圖中F1為四D觸發(fā)器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端，引腳排列間附錄；F2為雙4輸入與非門74LS20；F3是由74ＬＳ００組成的多諧振蕩器；Ｆ４是由７４ＬＳ７４組成的四分頻電路；Ｆ３、Ｆ４組成搶答器中的ＣＰ時(shí)鐘脈沖源。搶答開始時(shí)，由主持人清除信號，按下復(fù)位開關(guān)Ｓ，７４ＬＳ１７５的輸出Ｑ１～Ｑ４全為０，所有發(fā)光二極管ＬＥＤ燈均熄滅，當(dāng)主持人宣布“搶答開始”后，首先做出判斷的參賽者立即按下開關(guān)，對應(yīng)的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，同時(shí)，通過與非門Ｆ２送出信號鎖住其余３個(gè)搶答者的電路，不再收受其
他信號，直到主持人再次清除信號為止。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器件
�。�1）+5V直流電源
�。�2）邏輯電平開關(guān)
�。�3）邏輯電平顯示器
�。�4）雙蹤示波器
�。�5）數(shù)字頻率計(jì)
（6）直流數(shù)字電壓表
�。�7）74LS175，74LS20，74LS74，74LS00
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
�。�1）測試各觸發(fā)器及各邏輯門的邏輯功能。測試方法參照數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的'有關(guān)內(nèi)容，判斷器件的好壞。
�。�2）按圖10-1接線，搶答器五個(gè)開關(guān)接實(shí)驗(yàn)裝置上的邏輯開關(guān)，發(fā)光二極管接 電平顯示器。
�。�3）斷開搶答器電路中CP脈沖源電路，單獨(dú)對多諧振蕩器F3及分頻器F4進(jìn)行調(diào)試，調(diào)整多諧振蕩器10kΩ電位器，使其輸出脈沖頻率約4kHz，觀察F3和F4輸出波形及測試其頻率。
（4）測試搶答器電路功能。接通+5V電源，CP端接實(shí)驗(yàn)裝置上連續(xù)脈沖源，取重復(fù)頻率約1kHz。
1）搶答開始前，開關(guān)K1，K2，K3，K4均置“0”，準(zhǔn)備搶答，將開關(guān)S置“0”，發(fā)光二極管全熄滅，再將S置“1”。搶答開始，K1，K2，K3，K4某一開關(guān)置“1”，觀察發(fā)光二極管的亮、滅情況，然后再將其他三個(gè)開關(guān)中任一個(gè)置“1”，觀察發(fā)光二極管的亮、滅有否改變。
2）重復(fù)1）的內(nèi)容，改變K1，K2，K3，K4 任一個(gè)開關(guān)狀態(tài)，觀察搶答器的工作情況。
3）整體測試。試開實(shí)驗(yàn)裝置上的連續(xù)脈沖源，接入F3和F4，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
五、設(shè)計(jì)報(bào)告
�。�1） 若在圖10-1 電路中加一個(gè)計(jì)時(shí)功能，要求計(jì)時(shí)電路顯示時(shí)間精確到秒，最多限制為2min，一旦超過限時(shí)，則取消搶答權(quán)，電路如何改進(jìn)？
�。�2） 分析智力競賽搶答裝置各部分功能及工作原理。
（3） 總結(jié)數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、調(diào)試方法。
�。�4） 分析設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的故障及解決辦法。
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