项目九四人抢答器制作.ppt

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1、项目9 四人抢答器,项目样机,项目介绍,四人抢答器有4个常开按钮，分别代表A、B、C和D4个人。当主持人宣布开始抢答时，数码管显示最先按下开关人的号码。主持人有一个控制开关，用来控制系统的清零（数码管显示“0”）和抢答开始。四人抢答器可以用在综艺类节目等抢答场合。,项目目标,知识目标 掌握触发器逻辑功能。技能目标 1、认识集成触发器引脚图及功能；2、学会使用集成触发器构成逻辑电路；3、会制作四人抢答器；4、能维修简单故障。,任务1 认识集成触发器,知识链接1 基本RS触发器,触发器：具有记忆功能的电路。双稳态电路是最常用的具有记忆功能的基本单元电路双稳态电路又称双稳态触发器，简称触发器,触发器

2、有一个或多个输入端，两个互补输出端Q和,规定用Q的状态表示触发器状态：,当Q=1，,当Q=0，,“0”态与“1”态是触发器两种稳定工作状态。,一、基本 RS 触发器,1.电路结构及逻辑符号,置0端，也称复位端。R 即 Reset,置1端，也称置位端。S 即 Set,Basic Flip-Flop,工作原理,2.工作原理及逻辑功能,0,1,1,1 1,0,触发器被置 0,2.工作原理及逻辑功能,1,0,0,1 1,1,触发器被置 1,2.工作原理及逻辑功能,G1 门输出,G2 门输出,2.工作原理及逻辑功能,3 波形图,波形分析举例,解：,初态为 0，故保持为 0。,做一做 画基本RS触发器波形

3、 与非门构成基本RS触发器输入信号如图所示，试分别画出 与 端波形图。,第 14 页,1、能够存储 0、1 二进制信息的器件是()。,触发器利用正反馈实现无外部信号作用时保持0或1状态不变，即存储 0、1 二进制信息。,练一练,第 15 页,2、触发器是一种()。,触发器在无外部信号作用时，可保持 Q=0 或 Q=1状态不变，即 2 个稳定的状态。,第 16 页,第 17 页,知识链接2 同步触发器,Synchronous Flip-Flop,实际工作中，触发器的工作状态不仅要由触发输入信号决定，而且要求按照一定的节拍工作。为此，需要增加一个时钟控制端 CP。,CP 即 Clock Pulse

4、，它是一串周期和脉宽一定的矩形脉冲。,具有时钟脉冲控制的触发器称为时钟触发器，又称钟控触发器。,同步触发器是其中最简单的一种，而基本 RS 触发器称异步触发器。,(一)同步 RS 触发器,(一)同步 RS 触发器,工作原理,CP=0 时，G3、G4被封锁，输入信号 R、S不起作用。基本 RS 触发器的输入均为 1，触发器状态保持不变。,CP=1 时，G3、G4解除封锁，将输入信号 R 和 S 取非后送至基本 RS 触发器的输入端。,1.电路结构与工作原理,RS功能,R、S 信号高电平有效,2.逻辑功能与逻辑符号,解：当CP=0时，R和S变化，触发器状态不变。,任务1 认识集成触发器,认一认 基

5、本RS触发器,基本RS触发器,逻辑符号,任务1 认识集成触发器,学一学 基本RS触发器工作状态,任务1 认识集成触发器,知识链接2 同步RS触发器 认一认 同步RS触发器,同步RS触发器,逻辑符号,任务1 认识集成触发器,做一做 EWB软件仿真同步RS触发器,任务1 认识集成触发器,学一学 同步RS触发器工作状态,1.CP=0，Q状态不变,2.CP=1，Q状态由触发信号R、S确定,（1）R=S=0，状态不变,（2）R=0，S=1，置1,（3）R=1，S=0，置0,（4）R=S=1，禁止状态,任务1 认识集成触发器,做一做 画同步RS触发器波形 已知同步RS触发器输入信号如下图所示，试分画出Q和

6、 端波形图。,任务2 集成触发器功能测试,实训操作1 JK触发器逻辑功能测试 想一想 空翻问题,在同一个CP脉冲作用下，触发器发生两次或两次以上翻转称为触发器的空翻。,任务2 集成触发器功能测试,认一认 后沿触发型触发器,后沿触发JK触发器逻辑符号,CD4027引脚图,任务2 集成触发器功能测试,做一做 用EWB软件仿真JK触发器,任务2 集成触发器功能测试,做一做 测试JK触发器逻辑功能1.异步控制端测试连接测试电路,输入端接逻辑开关、输出端接指示灯,任务2 集成触发器功能测试,2.逻辑功能测试,JK触发器逻辑功能测试表,任务2 集成触发器功能测试,3.计数功能测试J=K=1，RD=SD=0

7、，CP=1kHz观察示波器，画输出波形。,回答：JK触发器是CP 沿触发,任务2 集成触发器功能测试,读一读 后沿触发的JK触发器逻辑功能描述 1.异步控制端功能（高电平有效）RD=0 SD=1 置1 Q=1 RD=1 SD=0 置0 Q=0 不用时RD=SD=0 2.逻辑功能,任务2 集成触发器功能测试,3.画波形注意,（1）后沿触发的JK触发器在CP后沿时才能触发翻转；（2）决定JK触发器输出状态的输入信号是CP后沿前的J、K信号。,任务2 集成触发器功能测试,4.转换应用（异步控制端低电平有效）,JK触发器T触发器,JK触发器T触发器,任务2 集成触发器功能测试,做一做 画JK触发器波形

8、 后沿触发JK触发器输入波形如图，画出Q端波形。,任务2 集成触发器功能测试,实训操作2 D触发器逻辑功能测试 认一认 前沿触发型D触发器,CD4013引脚图,前沿触发的D触发器逻辑符号,任务2 集成触发器功能测试,做一做 用EWB软件仿真D触发器,任务2 集成触发器功能测试,做一做 测试D触发器逻辑功能1.异步控制端测试（高电平有效）连接测试电路,输入端接逻辑开关、输出端接指示灯,任务2 集成触发器功能测试,2.逻辑功能测试,D触发器逻辑功能测试表,任务2 集成触发器功能测试,3.计数功能测试D=，RD=SD=0，CP=1kHz观察示波器，画输出波形,回答：D触发器是CP 沿触发,任务2 集

9、成触发器功能测试,读一读 前沿触发的D触发器逻辑功能描述 1.异步控制端功能（高电平有效）RD=0 SD=1 置1 Q=1 RD=1 SD=0 置0 Q=0 不用时：RD=SD=0 2.逻辑功能,任务2 集成触发器功能测试,3.画波形注意,（1）前沿触发的D触发器在CP前沿时才能触发翻转；（2）决定D触发器状态的输入信号是CP前沿前的D信号。,任务2 集成触发器功能测试,4.转换应用（异步控制端低电平有效）,D触发器T触发器,任务2 集成触发器功能测试,认一认 前沿触发型4D触发器CD40175引脚,任务2 集成触发器功能测试,做一做 画D触发器波形 前沿触发的D触发器输入波形如下图所示，画出

10、Q端波形。,Q,任务3 四人抢答器制作,电路识读 四人抢答器原理图,1、框图,任务3 四人抢答器制作,2、原理图,任务3 四人抢答器制作,电路组成（1）抢答开关：抢答按钮S1S4、电阻R1R4（2）清除控制：常闭按钮S5、电阻R5（3）锁存电路：CD40175、与非门G1、G2、G5（4）编码电路：与非门G3和G4（5）译码显示：CD4511、电阻R6R12、数码管（6）CP脉冲：CB7555多谐振荡器,任务3 四人抢答器制作,3、工作过程（1）清零,按下S5 CD40175清零,CD40175的 出1 G1和G2与门出1 打开G5 允许CP进入CD40175,CD4511的DCBA=0000

11、 数码管显示0,任务3 四人抢答器制作,（2）抢答,Si先按下=0 G1和G2与门出0 封锁G5封锁CP锁定Si 显示Si编号,CB7555构成多谐振荡器，产生1.1kHz矩形波,松开S5允许抢答,任务3 四人抢答器制作,实训操作1 元器件选择与识别,任务3 四人抢答器制作,1.555时基电路,555时基电路外形,IC5：555时基电路引脚图,任务3 四人抢答器制作,2.印刷电路板图,任务3 四人抢答器制作,任务3 四人抢答器制作,3.电阻器和电容器 测试方法与前面相同 4.数字集成电路,IC1：4D触发器,IC2：二-4输入与非门,任务3 四人抢答器制作,IC3：四-2输入与非门,IC4：七

12、段译码器,任务3 四人抢答器制作,5.按钮开关S1S5常开按钮：按下闭合，松手断开 7.数码管与前面项目相同,任务3 四人抢答器制作,元器件清单,任务3 四人抢答器制作,任务3 四人抢答器制作,实训操作2 组装电路 1、焊接前的准备工作,（1）清点组件（2）识别CD40175、CD4012、CD4011、CD4511和CB7555引脚图与实物（3）万用表检测阻容元件和数码管（4）识别按钮开关，万用表检测通、断,任务3 四人抢答器制作,2、焊接,元器件焊接工艺,任务3 四人抢答器制作,3、组装,（1）集成电路测试仪测试CD40175、CD4012、CD4011、CD4511，无误后，按标识插入相

13、应插座，将时基电路555插入插座（2）将数码管插入插座（3）电源接口引出两根导线，电源正端用红线，电源负端用黑线（4）检查各元器件安装是否正确,任务3 四人抢答器制作,样机,任务3 四人抢答器制作,1.接通电源，按下S5，禁止抢答，数码管显示0 2.松开S5，允许抢答。按下S1，再按下S2、S3和S4，观察数码管是否显示“1”3.按下S5，再松开。按步骤2依次检查S2、S3和S4 4.无误，测试；错误，排故,实训操作3 调试电路,任务3 四人抢答器制作,测试注意事项遵守CMOS集成电路使用规定接地良好先找测试点，万用表表笔和示波器探头不能将其他引脚短路,任务3 四人抢答器制作,5.电路测试,四

14、人抢答器测试,万用表测量引脚电压，示波器测量引脚波形,任务3 四人抢答器制作,回答问题按下S5时，为什么能在CD4011的3脚观察到矩形波？抢答成功后，在CD4011的3脚为什么观察不到矩形波？根据CD4511的2脚、1脚和7脚的电压值，能写出3位二进制编码吗？抢答成功后，再按下其他抢答按钮，能改变显示的数码吗？为什么？,项目小结,1.按逻辑功能：RS、JK、D和T；按电路结构：基本RS、同步和前、后沿触发的触发器。2.用真值表、逻辑符号和波形图表示触发器。学会画JK和D触发器输出波形。3.JK和D可以构成其他触发器。4.集成触发器：前沿触发CD4013双D触发器、后沿触发CD4027双JK触发器、前沿触发4LS175/CD40175四D触发器。,END,谢谢！,