数字电路抢答器课程设计

《数字电路抢答器课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西华大学课程设计说明书1前言 随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合，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，那么也就必然离不开抢答器。因此抢答器是机关学校、电视台等单位开展智力竞赛活动必不可少的设备，通过抢答者的按键、数码显示等能准确、公正、直观地判断出优先抢答者。本产品采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想，由数字电路以及外围电路组成，分为八路抢答；在抢答同时附有声音输出接口，提示主持人此时

2、已完成这次的抢答。 第16页西华大学课程设计说明书2总体方案2.1方案比较方案一此方案所示抢答器工作过程：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。图2-1方案一方框图第16页西华大学课程设计说明书方案二图2-1方案二方框图方案二所示

3、抢答器的工作过程：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，抢答器处于静止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成以下步骤：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态。2.2方案论证与选择经比较，方案二的系统更完善，且原理简单，直观明了，元件更少，连线更方便，焊接更可靠。抢答开始后，若有选手按动抢答按

4、钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。主持人对整体电路的控制只需几个门电路就可完成，不必用特别的芯片来组成控制电路；更容易实现报警提示功能，在有选手抢答后或者计时开始和结束时。既减少了布线使整个电路更直观简单，又降低了产生错误的可能性。第16页西华大学课程设计说明书3单元模块设计3.1定时电路设计设计要求抢答器具有定时功能，且节目主持人根据抢答题的难易程度，可设定一次抢答的时间（设为30s）。设计中选用十进制同步加/减计数器74LS192进行设计，74LS192是具有置数和清零功能。其引脚图如图3

5、-1所示，真值表如表3-1所示。图3-174LS192管脚图图中，为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端，为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清零端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。表3-174LS192真值表第16页西华大学课程设计说明书根据设计要求，需要两片74LS192构成100进制减计数器。由功能真值表可知，只需将个位74LS192的借位输出端BO与十位74LS192的CPd即可实现100进制减计数。值得注意的是，要使其实现减计数，CPu端口必须接高电平。计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供

6、。用555实现多谐振荡，需要外接电阻R1，R2和电容C。555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛应用于信号的产生、变换、控制与检测。本次设计中的标准时钟脉冲信号源正是由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器构成。其电路图如图3-2所示。图3-2555构成多谐振荡器电路VoTplTphT图3-3555工作波形相关公式：第16页西华大学课程设计说明书（3-1）（3-2）（3-3）工作原理：首先主持人根据题的难易程度改变74LS192的输入端D

7、3D2D1D0的电平来确定抢答时间（假定为30秒），555构成秒脉冲产生电路为计时电路提供脉冲。抢答开始前主持人闭合开关，74LS192的置数端PL为低电平有效，处于置数状态，数码管显示定时时间。抢答开始，主持人打开开关，计数器处于计数状态，555产生的秒脉冲与十位74LS192借位输出端（其初始状态为高电平）相与。计数器递减计数至00，十位74LS192借位输出端为低电平，计数器停止工作，产生报警。如图3-4所示：图3-4定时显示电路3.2抢答电路的设计其原理说明：1.抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按按钮的先后，并锁存优先抢答

8、者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按钮操作无效。第16页西华大学课程设计说明书2．选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279以及译码显示电路完成。3-274LS148真值表图3-57