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摘要:本文以数字电路为基础介绍了一种由常用门电路、触发器、译码器及电子元件构成的一个原理不复杂但不失综合性的抢答器电路，且工作稳定具有一定的可操作性。本电路使学生通过实验了解电路的功能，分析电路的原理，并且学会调试电路，从而提高对数字电子技术的兴趣。
关键词:抢答器数字电子实验
Probe into the electronic technique experimental teaching ofapplication-orienteduniversity
Xiong yingTian xialiShiting
Abstract:This paper introduces an answer device circuit based on digital circuit composed of a commonly used gate circuit、trigger 、decoder and electronic components. The answering device circuit’s principle is not complicated but does not lose the comprehensive. The circuit works stable and it has maneuverability as well. Students can understand the function of the circuit by experiment, analyze the circuit principle, and learn how to debug circuit, so as to improve the interest of digital electronic technology.
Keywords:answering devicedigital electronicexperiment
数字电子技术实验是以电子技术基本理论为基础，综合创新为目的的一门实践性很强的课程。通过实践，使学生掌握数字集成电路的使用方法，数字电路硬件的实现方法，以及数字电路系统的调试方法。通过实践，把理论知识转化为实际能力，对培养学生的工程实践能力，运用理论知识解决实际问题的能力和创新能力起着理论教学无法替代的作用。
传统的数字电子技术实验多以验证性实验为主，学生主动参与的成分较少，会使学生感到这门课没有实用价值，学习兴趣淡化，学习的积极性也随之下降。对培养和提高实践能力的作用比较有限。
针对独立学院以培养“应用型人才”为主的目标，以“兴趣驱动、自主实验、重在过程”为实施原则,结合学生自身的特点，我们遵循循序渐进的原则，在不增加场地和设备投入的情况下充分利用现有的条件增加学生动手设计的机会，采用了与生活密切相关的产品进行实验教学，以兴趣驱动学生，这样既能提升实验教学的生动性和有效性，从而提高实践教学效果；又有利于学生从结构上把握知识整体，为形成创造能力储蓄能量。
本文介绍的电路贴近生活，能体现基本功能，涵盖知识较广，内容前后联系，还能充分激发学生的兴趣。学生可以通过自己动手安装和调试，体会到门电路、触发器、译码器和数码管的结构与原理的相关知识；学会使用仪器仪表判断元器件质量的方法，掌握设计和制作抢答器的方法，并且提高实践操作和解决故障的能力。
(3)抢答器具有锁存功能，即锁存优先抢答者的编号，使其他选手的按键操作无效。
(4)抢答器具有显示功能，即将优先抢答者的编号显示在数码管上，直到主持人清零为止。
(5)采用74系列集成芯片完成。
根据设计要求，抢答电路要实现的功能里最主要的是锁存，由于D触发器74LS74具有两个输入端，置0端R和置1端S，均为低电平有效。两个输出端Q，，在正常工作状态下，两者互为反相。因此，我们用D触发器的置0端和置1端来实现清零和置数，用和与非门共同作用来屏蔽其他输入端的抢答。
根据抢答器的基本功能要求，记忆锁存功能由D触发器来实现，显示部分CD4511及共阴极数码管来实现，选手抢答电路由四个180Ω电阻和四个按键组成。抢答电路中的电阻主要在选手抢答接通的瞬间起到降压限流作用，避免+5V电源直接与地相连接。得到的抢答器整机电路原理图如图2所示。
图2
抢答器的工作原理如下
(1)清零：当主持人按下控制开关K时，四个D触发器的复位端R与低电平直接相连即R=0，根据触发器的逻辑功能，触发器的四个输出端Q4Q3Q2Q1输出均为低电平，即各触发器清零。同时，触发器的四个输出端输出高电平，四个高电平通过74LS20后，输出为低电平。由于按键开关K1～K4均未按动，各或门输出为高电平，这时D触发器的S=1，R=0，D触发器输出Q4Q3Q2Q1=0000,数码管显示为0。
(2)抢答：当主持人释放控制开关K时，开始抢答。若第一组参赛选手最先按动抢答按钮K1，此时K1=0，而门电路G1的另一个输入端由于仍保持清零后的低电平，因此G1输出为0，即S1=0，此时K1对应的触发器输出为高电平，即Q1=1，而其他的或门G2、G3、G4输出均为1，则它们所对应的触发器的状态与清零时一样，不发生改变，即Q4Q3Q2=000，因此DCBA =0001,选手所对应的编号立即显示在数码管上。
(3)抢答后：当有一路抢答成功后，该路所对应的触发器的保持低电平，信号通过与非门74LS20后输出为高电平，这时K2、K3、K4所对应的或门G2、G3、G4构成了屏蔽电路，禁止了其他几路选手的抢答。这样，一轮完毕后，主持人再次清零，下轮抢答才能开始。
然而，在数字电子技术实验中，每一个实验都离不开集成芯片与导线的连接，因此，接线错误是数字电子
常见的接线错误包括(1)导线接触不良，导线多次使用后，外面的塑料包皮完好，而里面的金属线断开；(2)接线时没有总体布局，导致引线重叠过多，错线，漏线等，从而导致信号流向混乱。
因此，实验之前要做好以下几项准备：(1)检查导线，用万用表迅速检查导线的好坏；(2)检查芯片，用肉眼直接观察芯片的引脚与IC插座的连接是否一致，是否紧密；(3)检查线路，为保证线路的连接不出错误，通常要求事先学生对照芯片的引脚图，在实验原理图上做好标记，实验时按照标记直接连线，有效避免连线错误。
4、结语
该电路每个部分都是最基本、最典型的单元电路，主体部分由D触发器74LS74组成，电路设计比较简单，器件容易采购，且该电路完全能够满足抢答器的基本功能，很适合在课堂上完成，且经过学生多次操作证明性能稳定可靠。
通过实验大部分学生掌握了数字电路的基本知识，掌握了基本逻辑电路和逻辑关系的实现方法，熟悉了电子元件的结构、原理及整机的调试方法，有效的提高学生自主的动手能力以及对于小型数字系统的分析和设计能力，有效的激发学生的学习兴趣，使学生从被动吸收变成积极参与，教学效果良好。
参考文献
康华光.电子技术基础数字部分[M].北京:高等教育出版社.2000.
郝国法,梁柏华.电子技术实验,冶金工业出版社,2007.
[3]胡奕涛.电子技术实践教程,北京邮电大学出版社,2007.
关键词:抢答器数字电子实验
Probe into the electronic technique experimental teaching ofapplication-orienteduniversity
Xiong yingTian xialiShiting
Abstract:This paper introduces an answer device circuit based on digital circuit composed of a commonly used gate circuit、trigger 、decoder and electronic components. The answering device circuit’s principle is not complicated but does not lose the comprehensive. The circuit works stable and it has maneuverability as well. Students can understand the function of the circuit by experiment, analyze the circuit principle, and learn how to debug circuit, so as to improve the interest of digital electronic technology.
Keywords:answering devicedigital electronicexperiment
数字电子技术实验是以电子技术基本理论为基础，综合创新为目的的一门实践性很强的课程。通过实践，使学生掌握数字集成电路的使用方法，数字电路硬件的实现方法，以及数字电路系统的调试方法。通过实践，把理论知识转化为实际能力，对培养学生的工程实践能力，运用理论知识解决实际问题的能力和创新能力起着理论教学无法替代的作用。
传统的数字电子技术实验多以验证性实验为主，学生主动参与的成分较少，会使学生感到这门课没有实用价值，学习兴趣淡化，学习的积极性也随之下降。对培养和提高实践能力的作用比较有限。
针对独立学院以培养“应用型人才”为主的目标，以“兴趣驱动、自主实验、重在过程”为实施原则,结合学生自身的特点，我们遵循循序渐进的原则，在不增加场地和设备投入的情况下充分利用现有的条件增加学生动手设计的机会，采用了与生活密切相关的产品进行实验教学，以兴趣驱动学生，这样既能提升实验教学的生动性和有效性，从而提高实践教学效果；又有利于学生从结构上把握知识整体，为形成创造能力储蓄能量。
本文介绍的电路贴近生活，能体现基本功能，涵盖知识较广，内容前后联系，还能充分激发学生的兴趣。学生可以通过自己动手安装和调试，体会到门电路、触发器、译码器和数码管的结构与原理的相关知识；学会使用仪器仪表判断元器件质量的方法，掌握设计和制作抢答器的方法，并且提高实践操作和解决故障的能力。
1、抢答电路的设计要求
(1)抢答器同时供4个选手或代表队参加，他们的编号分别是1、2、3、4，对应四个抢答按钮分别是KK2、K3、K4。
(2)系统设置清零控制键K，该控制键由主持人控制。(3)抢答器具有锁存功能，即锁存优先抢答者的编号，使其他选手的按键操作无效。
(4)抢答器具有显示功能，即将优先抢答者的编号显示在数码管上，直到主持人清零为止。
(5)采用74系列集成芯片完成。
2、设计原理与参考电路
四路抢答器总体框图如图1所示，主要由选手抢答电路，主持人控制清零电路，锁存电路和显示电路组成。根据设计要求，抢答电路要实现的功能里最主要的是锁存，由于D触发器74LS74具有两个输入端，置0端R和置1端S，均为低电平有效。两个输出端Q，，在正常工作状态下，两者互为反相。因此，我们用D触发器的置0端和置1端来实现清零和置数，用和与非门共同作用来屏蔽其他输入端的抢答。
根据抢答器的基本功能要求，记忆锁存功能由D触发器来实现，显示部分CD4511及共阴极数码管来实现，选手抢答电路由四个180Ω电阻和四个按键组成。抢答电路中的电阻主要在选手抢答接通的瞬间起到降压限流作用，避免+5V电源直接与地相连接。得到的抢答器整机电路原理图如图2所示。
图2
抢答器的工作原理如下
(1)清零：当主持人按下控制开关K时，四个D触发器的复位端R与低电平直接相连即R=0，根据触发器的逻辑功能，触发器的四个输出端Q4Q3Q2Q1输出均为低电平，即各触发器清零。同时，触发器的四个输出端输出高电平，四个高电平通过74LS20后，输出为低电平。由于按键开关K1～K4均未按动，各或门输出为高电平，这时D触发器的S=1，R=0，D触发器输出Q4Q3Q2Q1=0000,数码管显示为0。
(2)抢答：当主持人释放控制开关K时，开始抢答。若第一组参赛选手最先按动抢答按钮K1，此时K1=0，而门电路G1的另一个输入端由于仍保持清零后的低电平，因此G1输出为0，即S1=0，此时K1对应的触发器输出为高电平，即Q1=1，而其他的或门G2、G3、G4输出均为1，则它们所对应的触发器的状态与清零时一样，不发生改变，即Q4Q3Q2=000，因此DCBA =0001,选手所对应的编号立即显示在数码管上。
(3)抢答后：当有一路抢答成功后，该路所对应的触发器的保持低电平，信号通过与非门74LS20后输出为高电平，这时K2、K3、K4所对应的或门G2、G3、G4构成了屏蔽电路，禁止了其他几路选手的抢答。这样，一轮完毕后，主持人再次清零，下轮抢答才能开始。
3、电路的组装与调试
本电路设计比较简单，但是连线还是比较多的。因此应参考电路原理图进行布局，依次在实验箱上连接个元器件。电路安装完毕后，首先应检查电源、地线、元器件的引脚之间有无短路，再检查电路各部分的接线是否正确，最后接入电路所要求的电源电压，并观察电路中各部分器件有无异常现象。如果出现异常现象，应立即关掉电源，待故障排除后方可重新通电。然而，在数字电子技术实验中，每一个实验都离不开集成芯片与导线的连接，因此，接线错误是数字电子
摘自：毕业论文www.udooo.com
技术实验中较为常见的故障形式。特别是常识性和技术性的操作错误是造成实验故障的直接原因。常见的接线错误包括(1)导线接触不良，导线多次使用后，外面的塑料包皮完好，而里面的金属线断开；(2)接线时没有总体布局，导致引线重叠过多，错线，漏线等，从而导致信号流向混乱。
因此，实验之前要做好以下几项准备：(1)检查导线，用万用表迅速检查导线的好坏；(2)检查芯片，用肉眼直接观察芯片的引脚与IC插座的连接是否一致，是否紧密；(3)检查线路，为保证线路的连接不出错误，通常要求事先学生对照芯片的引脚图，在实验原理图上做好标记，实验时按照标记直接连线，有效避免连线错误。
4、结语
该电路每个部分都是最基本、最典型的单元电路，主体部分由D触发器74LS74组成，电路设计比较简单，器件容易采购，且该电路完全能够满足抢答器的基本功能，很适合在课堂上完成，且经过学生多次操作证明性能稳定可靠。
通过实验大部分学生掌握了数字电路的基本知识，掌握了基本逻辑电路和逻辑关系的实现方法，熟悉了电子元件的结构、原理及整机的调试方法，有效的提高学生自主的动手能力以及对于小型数字系统的分析和设计能力，有效的激发学生的学习兴趣，使学生从被动吸收变成积极参与，教学效果良好。
参考文献
康华光.电子技术基础数字部分[M].北京:高等教育出版社.2000.
郝国法,梁柏华.电子技术实验,冶金工业出版社,2007.
[3]胡奕涛.电子技术实践教程,北京邮电大学出版社,2007.