74ls175的功能及原理

74LS175是一款4D触发器集成电路，它包含6个D触发器，这些触发器可以组合起来形成寄存器或抢答器等多种功能部件。工作原理上，当1脚为低电平时(即第1个D触发器的输入端)，所有Q输出端均为低电平，而Q非输出端则为高电平;当9脚作为时钟输入端，并且9脚上的信号上升沿到来时，相应D触发器的电平会被锁存到D触发器的输出端中。

在电路通电且没有进行任何复位操作的情况下，如果按下复位按键S，1Q、Q2、Q3、Q4这5个输出端会分别输出高电平，此时电路会处于一个准备状态。这意味着电路已经准备好响应后续的触发事件。

此外，74LS175是一种下降沿触发型的D触发器，因此只有在9脚上升沿到来时，其内部的D触发器才会更新其输出。如果在电路通电状态下按下了其他按钮，这些输入将被锁定，不会改变电路的状态。

综上所述，74LS175是一个多功能的4D触发器，它的工作原理涉及到D触发器的同步更新以及与时钟信号的结合，以实现特定的功能。

用74LS175N四D触发器来实现电路的四人抢答功能，用555定时器控制计时从而实现当无人抢答时的报警功能，在计时方面则用74LS192N计数器倒计时计数，并用74LS247N来显示共阳极数码管的倒计时。其中，74LS192N的预置数从高到低依次接1001(对应的十进制数为9)， 其DWN端接高电平实现减计数。

寄存器是计算机和其他数字系统中用来存储代码或数据的逻辑部件。它的主要组成部分是触发器。一个触发器能存储1位二进制代码，所以要存储n位二进制代码的寄存器就需要用n个触发器组成。一个4位的集成寄存器74LS175的逻辑电路图和引脚图分别如图8.7.1(a)、(b)所示。其中,RD是异步清零控制端。在往寄存器中寄存数据或代码之前，必须先将寄存器清零,否则有可能出错。1D～4D 是数据输入端,在CP 脉冲上升沿作用下，1D～4D端的数据被并行地存入寄存器。输出数据可以并行从1Q～4Q 端引出，也可以并行从1Q～4Q 端引出反码输出。

随着电子技术的发展，它在各个领域的应用也越来越广泛。人们对它的认识也逐步加深。人们也利用了电子技术以及相关的知识解决了一些实际问题。如：智能抢答器的设计与制作。抢答器是竞赛问题中一种常用的必备装置，从原理上讲，它是一种典型的数字电路。触发器是数字电路中的基本逻辑记忆单元，具有两个稳定状态用以表示逻辑状态“l”和“0”。在电路中它具有记忆信号的功能，是构成各种时序电路的最基本逻辑单元。本文通过对抢答器电路设计的详细分析，以加深对触发器的功能以及其应用的认识和理解。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。触发器电路将参赛队的输入信号在显示器上输出;主持人按开始按钮示意开始，以上两部分组成主体电路。通过两个与门电路实现屏蔽功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。

供四人用的竞赛抢答器装置线路，用以判断抢答优先权。它有三部分构成：1个D触发器74LS175，它具有置0端，置1端和CP端;1个4输入与门，1个二输入与门;四个轻触开关，它们组成抢答电路中的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Q 1非～Q 4非全为1，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，通过与门送出信号锁住其余三个抢答者的电路，不再接受其它信号，直到主持人再次清除信号为止。

随着经济水平的不断提高，当今的社会竞争日益激烈，选拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，人们在物质文明得到满足的同时更注重精神文明的追求，各种节目不断涌现，提高节目的质量尤为重要。本次设计是针对活动中用到的抢答器而设计的。抢答器是为竞赛参赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路，广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。通过抢答和必答两种答题方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内，使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。

现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展，这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场本文设计的抢答器，电路简单，成本较低，操作方便，灵敏可靠，具有较高的推广价值。

抢答器在竞赛中有很大用处，它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。通过抢答器的指示灯显示手段指示出第1抢答者[1]。本论文设计宗旨在培养学生综合模拟、数字电路知识，解决电子信息方面常见实际问题的能力，掌握一般电子电路设计方法与设计步骤。促使学生积累实际电子制作经验，准备走向更复杂更实用的应用领域。目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。

功能简介：参加竞赛者对主持人提出的问题要在短时间内作出判断，并按下抢答按键回答问题。当第一个人按下按键后，同时电路将其他抢答按键封锁，使其不起作用。主持人有开始键和复位键，按下开始键后才能开始抢答，否则犯规。抢答前主持人操作开关使抢答有效，显示灯全熄灭。当四人中有人抢答有效时，其对应的显示灯亮，此时其余的开关不起作用，即其对应的显示灯灭。连接电路并进行操作，观测抢答器的工作情况。

数字电路产品在生活中有着极其广泛的应用，包括计算机、数字通信、智能仪器仪表、自动控制及航天等领域中。这些给人们带来了生活，工作等方面带来了极大的方便。数字电路的发展，使得这门课程对于我们来说是很有必要学好。

数字电路设备实现简单，速度和可靠性好。在这次的数字电路制作中，本人制作四路竞赛抢答器。抢答器在比赛等场合中不可缺少的设备。

本文就是从电路模块的功能简介开始，利用功能不同的数字电路芯片的组合来实现多路抢答器的功能;首先简要的介绍四路竞赛抢答器的设计要求和目的，然后介绍多路抢答器的原理和设计过程，最后介绍几个主要集成芯片的管脚功能和用法以及总结部分，讲一些电路在实际设计中的检测。

74HC/LS/HCT/F系列芯片的区别

1、 LS是低功耗肖特基，HC是高速COMS。LS的速度比HC略快。HCT输入输出与LS兼容，但是功耗低;F是高速肖特基电路;

2、 LS是TTL电平，HC是COMS电平。

3、 LS输入开路为高电平，HC输入不允许开路， hc 一般都要求有上下拉电阻来确定输入端无效时的电平。LS 却没有这个要求

4、 LS输出下拉强上拉弱，HC上拉下拉相同。

5、 工作电压不同，LS只能用5V，而HC一般为2V到6V;

6、 电平不同。LS是TTL电平，其低电平和高电平分别为0.8和V2.4，而CMOS在工作电压为5V时分别为0.3V和3.6V，所以CMOS可以驱动TTL，但反过来是不行的

7、 驱动能力不同，LS一般高电平的驱动能力为5mA，低电平为20mA;而CMOS的高低电平均为5mA;

8、 CMOS器件抗静电能力差，易发生栓锁问题，所以CMOS的输入脚不能直接接电源。

74系列集成电路大致可分为6大类：

. 74××(标准型);

.74LS××(低功耗肖特基);

.74S××(肖特基);

.74ALS××(先进低功耗肖特基);

.74AS××(先进肖特基);

.74F××(高速)。

近年来还出现了高速CMOS电路的74系列，该系列可分为3大类：

. HC为COMS工作电平;

. HCT为TTL工作电平，可与74LS系列互换使用;

.HCU适用于无缓冲级的CMOS电路。

这9种74系列产品，只要后边的标号相同，其逻辑功能和管脚排列就相同。根据不同的条件和要求可选择不同类型的74系列产品，比如电路

的供电电压为3V就应选择74HC系列的产品

注：同型号的74系列、74HC系列、74LS系列芯片，逻辑功能上是一样的。74LSxx的使用说明如果找不到的话，可参阅74xx或74HCxx的使用说明。有些资料里包含了几种芯片，如74HC161资料里包含了74HC160、74HC161、74HC162、74HC163四种芯片的资料。找不到某种芯片的资料时，可试着查看一下临近型号的芯片资料。

7400 QUAD 2-INPUT NAND GATES　　　　　 与非门

7401 QUAD 2-INPUT NAND GATES OC　　　　与非门

7402 QUAD 2-INPUT NOR GATES　　　　　　或非门

7403 QUAD 2-INPUT NAND GATES　　　　　 与非门

7404 HEX INVERTING GATES　　　　　　　 反向器

7406 HEX INVERTING GATES HV　　　高输出反向器

7408 QUAD 2-INPUT AND GATE　　　　　　　 与门

7409 QUAD 2-INPUT AND GATES OC　　　　　 与门