智力競賽搶答裝置實(shí)驗報告
智力競賽搶答裝置實(shí)驗報告
一、實(shí)驗目的
1、學(xué)習數字電路中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用；
2、熟悉智力競賽搶答器的工作原理；
3、了解簡(jiǎn)答數字系統設計、調試及故障排除方法。
二、實(shí)驗原理
下圖為四人用的智力競賽搶答裝置線(xiàn)路，用以判斷搶答優(yōu)先權。
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(mén)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(kāi)始時(shí)，由主持人清除信號，按下復位開(kāi)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，當主持人宣布“搶答開(kāi)始”后，首先做出判斷的參賽者立即按下開(kāi)關(guān)，對應的發(fā)光二極管點(diǎn)亮，同時(shí)，通過(guò)與非門(mén)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)驗設備與器件
�。�1）+5V直流電源
�。�2）邏輯電平開(kāi)關(guān)
�。�3）邏輯電平顯示器
�。�4）雙蹤示波器
�。�5）數字頻率計
�。�6）直流數字電壓表
�。�7）74LS175，74LS20，74LS74，74LS00
四、實(shí)驗內容
�。�1）測試各觸發(fā)器及各邏輯門(mén)的邏輯功能。測試方法參照數字電子技術(shù)基礎實(shí)驗的'有關(guān)內容，判斷器件的好壞。
�。�2）按圖10-1接線(xiàn)，搶答器五個(gè)開(kāi)關(guān)接實(shí)驗裝置上的邏輯開(kāi)關(guān)，發(fā)光二極管接 電平顯示器。
�。�3）斷開(kāi)搶答器電路中CP脈沖源電路，單獨對多諧振蕩器F3及分頻器F4進(jìn)行調試，調整多諧振蕩器10kΩ電位器，使其輸出脈沖頻率約4kHz，觀(guān)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)驗裝置上連續脈沖源，取重復頻率約1kHz。
1）搶答開(kāi)始前，開(kāi)關(guān)K1，K2，K3，K4均置“0”，準備搶答，將開(kāi)關(guān)S置“0”，發(fā)光二極管全熄滅，再將S置“1”。搶答開(kāi)始，K1，K2，K3，K4某一開(kāi)關(guān)置“1”，觀(guān)察發(fā)光二極管的亮、滅情況，然后再將其他三個(gè)開(kāi)關(guān)中任一個(gè)置“1”，觀(guān)察發(fā)光二極管的亮、滅有否改變。
2）重復1）的內容，改變K1，K2，K3，K4 任一個(gè)開(kāi)關(guān)狀態(tài)，觀(guān)察搶答器的工作情況。
3）整體測試。試開(kāi)實(shí)驗裝置上的連續脈沖源，接入F3和F4，再進(jìn)行實(shí)驗。
五、設計報告
�。�1） 若在圖10-1 電路中加一個(gè)計時(shí)功能，要求計時(shí)電路顯示時(shí)間精確到秒，最多限制為2min，一旦超過(guò)限時(shí)，則取消搶答權，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） 總結數字系統的設計、調試方法。
�。�4） 分析設計中出現的故障及解決辦法。
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