八路定时抢答器设计数电课程设计数字电路课程设计

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1、数字电子课程设计专业：电气工程及其自动化班级：05-2班学号：0520020054姓名：指导老师：—、引言3二、设计任务及系统功能简介3三、实现的原理与电路3四、总体方案选择的论证10五、在设计过程中发现的问题和所做的改进11六、组装与调试12七、整机电路原理图13八、所用元器件列表14九、改进设想及建议15十、心得体会15十一、参考文献15具有定时功能的八路数显抢答器的设计、引言工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛，抢答记分器是必要设备。在我校举行的各种竞赛中我们经常看到冇抢答的环节，举办方多数

2、采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观课断造成比赛的不公平性。为解决这个问题，我们小组准备就本次大赛的机会制作一个低成本但乂能满足学校需要的八路数显抢答器。二、设计任务及系统功能简介1.基本功能：」1）抢答器同吋供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0~S7表/J7o（2）设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。（3）抢答器具冇锁存与显示功能。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DPY_7-SEG七段数码管上显示选手号码。选

3、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。2.扩展功能：（1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动〃开始〃键后，定时器进行减计时。（2）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的吋间，并保持到主持人将系统清除为止。在这段（3）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00o三.实现的原理与电路1.数字抢答器总体方框图如图1所示为总体方框图。其工作原理为：

4、接通电源后，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，扬声器给出声响提示。选手在定吋吋间内抢答吋，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定吋器停止、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1设计框图1.单元电路设计（1）抢答器电路设计电路如图2所示。电路选用优先编码器74LS148和锁存器74LS297來完成

5、。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S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S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S5）,74LS148的输出经RS锁存后,CTR=l,RB0（图中4端）二1,七段显示电路74LS

6、48处于工作状态，4Q3Q2Q二101,经译码显示为“5”。此外，CTR=1,使74LS148优先编码工作标志端（图中5号端）=1,处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍为CTR=1,使优先编码工作标志端（图中5号端）=1,所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。74LS148为8线一3线优先编码器，表1为其功能表。Jllr斟onnmny-w•Ic■■

7、111-IL*ambh-■Vi-Ninfii«17i/JqUnnunAnMJi^^1-Jh-nJoo-^urb—>h?utn+mwh??fII■■Q_Qk(dAJb-■rL■RKAn—Mn—fl^JF*r■■Illi1—kdfijJun.(JIJAvflMAll^^1dflnwHr」丄丄丄—IH«图2数字抢答器电路-Hcanh-IHA1山A1疋uqV表174LS148的功能真值表输入输出ST瓦1n{瓦瓦£耳Y磁血1XXXXXXX11111011111111111100XXXXXX0000010冕X

8、XXXX01001010XXXX011010010耳XXX0111011010XX01111100010XX01111110101001111111100100111111111101(2)定时电路•VY图3可预置时间的定时电路原理及设计：该部分主要由555定吋器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。具体电路如图3所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路