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1、 实验九 智力竞赛抢答装置
一、 实验目的
1、 学习数字电路中D触发器、分频电路、多震荡电路、CP时钟脉冲源等单元电路的综合运用。
2、 熟悉智力竞赛抢答器的工作原理。
3、 了解简单数字系统实验、调试及故障排除方法。
二、 实验原理
图16-1为供四人用的智力竞赛抢答装置线路，用以判断抢答优先权。
图16-1智力竞赛抢答装置原理图
图中F1为四D触发器74LS175，它具有公共装置0端和公共CP端，引脚排列见附录；F2为双4输入与非门74LS00；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的四分频电路；F3、F4组成抢答
2、电路中的CP时钟脉冲源，抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关S，74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出信号锁住其余三个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。
三、 实验设备与器件
1、5V直流电源 2、逻辑电平开关
3、逻辑电平显示器 4、双踪示波器
5、数字频率计 6、直流数字电压表
7、74LS175、74LS20、74LS74、74LS00
四、实验内容
1、测试
3、各触发器及各逻辑门的逻辑功能。
测试方法参照实验二及实验九有关内容，判断器件的好坏。
2、按图16-1接线，抢答器五个开关接实验装置上的逻辑开关、发光二极管接逻辑电平显示器。
3、断开抢答器电路中CP脉冲源电路，单独对多谐振荡器F3及分频器F4进行调试，调整多谐振荡器1OK电位器，使其输出脉冲频率约4KHz，观察F3及F4输出波形及测试其频率（参照实验十三有关内容）。
4、测试抢答器电路功能
接通+5电源，CP端接实验装置上连续脉冲源，取重复频率约1KHz。
（1） 抢答开始前，开关K1、K2、K3、K4均置“0”，准备抢答，将开关S置“0”，发光二极管全熄灭，再将S置“1”。抢答
4、开始，K1、K2、K3、K4、某一开关置“1”，观察发光二极管的亮、灭情况，然后再将其他三个开关中任一个置“1”，观察发光二极管的亮、灭是否改变。
（2） 重复（1）的内容，改变K1、K2、K3、K4任一个开关状态，观察抢答器的工作情况。
（3） 整体测试
断开实验装置上的连续脉冲源，接入F3及F4，在进行试验。
五、实验预习要求
若在图16-1电路中加一个计时功能，要求计时电路显示时间精确到秒，最多限制为2分钟，一旦超出限制，则取消抢答权，电路如何改进。
六、实验报告
1、分析智力竞赛抢答器装置各部分功能及工作原理
2、总结数字系统的设计、调试方法
3、分析实验中出现的故障及解决方法
智力竞赛抢答装置
