[教育学]任务2 八路智力抢答器数码显示模块的分析与制作.doc

任务二 八路智力抢答器 数码显示模块的分析与制作 一、任务资讯 学校、工厂和电视台等单位常举办各种智力竞赛抢答记分器必要设备。8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0～S7表示。8个按钮分别安装在每位选手的操作台上； 2.设置一个抢答开始控制开关S，该开关由主持人控制； 3.设置一个加1分和一个减1分按钮开关，该开关由主持人控制； 4.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在主控台上用七段数码管上显示选手号码同时在相应选手席上有指示灯指示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器总体方框图如图2-1所示： 由图2-1可知，该抢答器安功能不同分为四个模块：数码显示模块、抢答主控模块、声音报警模块和抢答计分模块。本课程将按其不同功能分为四任务分别进行分析与制作，最后装配成为一个完整的抢答器产品。 根据逻辑功能的不同特点可将数字电路分为两大类：一类是组合逻辑电路，另一类是时序逻辑电路。 组合逻辑电路在逻辑功能上的共同特点是：任意时刻的输出状态仅取决于该时刻的输入状态，与电路原来的状态无关。 组合逻辑电路应用十分广泛，如编码器、译码器、全加器、数据选择器等都是常用的组合逻辑电路。为了熟悉几种常用的组合逻辑电路的工作原理和使用方法，通过本任务制作一个八路抢答器数码显示模块，来掌握集成组合逻辑电路的原理、分析、设计和制作方法。 (一)任务目标 类别 目 标 知识目标 1.能掌握组合逻辑电路的特点及分析方法、分析步骤； 2.能分析出给定组合逻辑电路的逻辑功能； 3.能按给定要求设计出较简单的组合逻辑电路； 4.能理解并掌握集成显示译码电路的功能和工作原理； 技能目标 1.能查阅数字集成门电路资料的技术资料； 2.能按要求识别、测试与选取数字集成门电路； 3.能按要求完成数码显示模块的安装、调试与检测任务。 职业素养 1.能在团队内部和团队之间进行较好的沟通并能力协作完成团队的工作任务； 2.养成严谨的学习态度，良好的职业道德； 3.养成良好的质量、成本、安全、环保意识。 (二)产品电路图 根据图2-2给定的八路抢答器数码显示模块电路的结构和参数，制作一个数码管显示器。 (三)组合逻辑电路简介 1.组合逻辑电路概念 在任一时刻，如果逻辑电路的输出状态只取决于输入各状态的组合，而与电路原来的状态无关，则称该电路为组合逻辑电路。图2-3是组合逻辑电路框图，假设它有n个输入端，m个输出端，则可用下列逻辑函数描述。 即 描述一个组合逻辑电路逻辑功能的方法很多，通常有逻辑函数表达式、真值表、逻辑图、卡诺图、波形图五种。它们各有特点，既相互联系，也可以相互转换。 2.组合逻辑电路的特点 (1)从功能上看，组合逻辑电路的输出信号只取决于输入信号组合，与电路原来的状态无关，即组合逻辑电路没有记忆功能。 (2)从电路结构上看，组合逻辑电路由逻辑门组成，只有输入到输出正向通路，没有输出到输入反馈通路。 (3)门电路是组合逻辑电路的基本单元。 3.组合逻辑电路的分类 (1)按输出端数目可分为单输出电路和多输出电路。 (2)按接电路的逻辑功能分为加法器、编码器、译码器、数据分配器、数据选择器等。 (3)按集成度分为大规模集成电路、中规模集成电路、小规模集成电路，分别称为LSI、MSI、SSI。 (4)按器件的极型可分为TTL型和CMOS型。 (四)组合逻辑电路分析 组合逻辑电路的分析是指已知逻辑电路图，找出组合逻辑电路的输入与输出关系，确定在什么样的输入取值组合下，对应的逻辑输出值有效，从而阐明组合逻辑电路的功能。 1.组合逻辑电路的分析步骤 (1)根据给定组合逻辑电路的逻辑图，从输入端开始，逐级推导出输出端的逻辑函数表达式； (2)化简输出函数表达式； (3)由输出函数表达式，列出它的真值表(该步骤依据具体情况而定)； (4)从逻辑函数表达式或真值表，概括出给定组合逻辑电路的逻辑功能。 对于典型的组合逻辑电路可直接说出其功能，对于非典型的组合逻辑电路，应根据真值表中逻辑变量和逻辑函数的取值规律来说明，即指出输入为哪些状态时，输出为1或0。 2.举例分析 【例2-1】分析图2-4所示电路的逻辑功能。 解：(1)写出逻辑函数表达式，即 (2)化简逻辑函数表达式，即 (3)分析逻辑功能，从逻辑函数表达式中可以看出，该电路具有同或功能。 (五)常用集成组合逻辑电路 1.编码器 所谓编码就是将具有特定含义的信息(如数字、文字、符号等)用二进制代码来表示的过程，实现编码功能的电路称为编码器。 编码器的输入是被编信号，输出为二进制代码。 按编码方式不同可分为普通编码器和优先编码器两大类。 按输出代码的种类不