四人抢答器的设计

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1、西安邮电学院数字电路课程设计报告书系部名称：学生姓名：专业名称：班级：实习时间：15题目：四人抢答器一、课程设计目的本次课程设计主要是配合《数字电路与逻辑设计》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。二、初始条件：本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS75，74LS48，74LSl61，74LS00，74LS20，555和数码管等其它器件等，实现四路定时抢答功能。三、要求完成的主要任务:1、可同时供4名选手（或代表队）参赛，其编号分别是1到4，各用一个抢答按钮，按钮的编号与

2、选手的编号相对应。给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。2、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在数码管上显示选手的编号，同时封锁输入电路，禁止其它选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为10秒。当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行倒计时，并用显示器显示。4、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止；如果定时抢答

3、的时间已到，而没有选手抢答时，本次抢答无效，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示0并闪烁。5、在主持人未按下开始键时，如有人抢答犯规，在显示器上锁存并闪烁犯规选手的编号。6、确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。1功能介绍1.1主要功能介绍（1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为J1、J2、J3、J5）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关J4,J7，该开关由主持人控制。（2）抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，直到主

4、持人清零。（3）开关J4作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关J4被按下时抢答电路清零，当开关J7松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关J1、J2、J3、J5实现。（4）有抢答信号输入（开关J1、J2、J3、J5中的任意一个开关被按下）时，并显示出相对应的组别号码。此时再按其他任何一个抢答器开关均无效，指示灯依旧“保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。设计要求151.2扩展功能介绍（1）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为10秒。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即倒计时，并用显示器显示。（2）参加选手在未开始抢答时按下抢答键，则

5、犯规。显示器上显示选手的编号。（3）参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。（4）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示0。2总体方案设计设计要求（1）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。（2）用数码管显示，正常抢答后显示抢到的队号，如果犯规则显示队号。（3）如果10秒内没有抢答，则说明该题超时作废，用0表示。（4）复位键用于恢复犯规或超时状态如图1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源

6、后，主持人将开关拨到"清零"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置;开始"状态，宣布"开始"抢答器工作。定时器倒计时。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示。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"状态开关。图1153单元模块设计3．1抢答器控制端电路功能介绍设计电路见图2所示。电路选用优先编码器74LS148和锁存器74LS75来完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显

7、示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关J5置于"清除"端时，RS触发器的R、S端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端（图中5号端）＝0，使之处于工作状态。当开关J5断开，J6置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下J2），74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO(图中4端)=1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=010,经译码显示为“2”。此外，CTR＝1，使74LS148优先编码工作标志端（图中2号端）＝1，处于禁止

8、状态，封锁其他按键的输入