数字抢答器课程设计报告

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1、数字电路课程设计设计课题：数字抢答器设计院（系、部）：工学院学生姓名：叶兆飞指导老师：刘权2013年12月7日13目录1.引言2.设计任务与要求3.方案设计与论证4.工作原理说明5.单元电路设计与参数计算5.1抢答锁存电路5.2LED灯显示电路5.3数码管显示电路5.4音响显示电路5.5犯规电路5.6计分电路6．总原理图及元器件清单7．结论与心得8．参考文献131.引言我们可以看到在一些比赛活动中，会有提问抢答这一环节。那么为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器。此次抢答器电

2、路设计通过数显、灯光及音响等三种方式指示出第一抢答者，同时还设置有记分电路、犯规电路这两种电路来完善抢答过程。2.设计任务与要求1.设计制作一个可容纳四组参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。2.参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别，同时扬声器发出“哆-唻”的双音音响持续2~3s。此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用。3.设置记分电路。每组在开始时预置成100分，抢答后由主持人记分，答对一次加10分，否则减10分。4.设置犯规电路。对提

3、前抢答和超时抢答的组别鸣喇叭示警，并由组别电路显示出犯规组别。3.方案设计与论证总体分为三个电路设计，一是抢答锁存与LED灯、数码管、扬声器等三种方式显示电路；二是犯规电路；三是计分电路。计分电路设计这里因为计分环节得考虑到抢答人回答的正确与否，需要通过主持人来判断，所以做为独立电路来设计，由主持人来进行单独控制。犯规电路设计13犯规电路涉及到提前抢答与超时抢答这两种犯规方式。这里设置一个“开始抢答”按钮,设置抢答后有效回答时间为10秒，由数码管显示。然后判断主持人未按下“开始抢答”按钮就开始抢

4、答的视为犯规一，主持人按下“开始抢答”按钮后开始抢答，却超过有效时间的为犯规二。这样就可以将犯规电路融入到第一部分的抢答电路设计中。抢答与显示电路设计题目要求音响显示通过扬声器发出“哆-唻”的双音音响持续2~3s来实现，这里用555定时器构成多谐振荡器，输出给扬声器高低电平变换的输入方式再加上定时三秒实现“哆-唻”的双音音响持续3s功能。这里555构成多谐振荡器设置R1=R2即采用占空比为2/3的电路，输出频率1Hz的方波。因为在扬声器定时3秒，“开始抢答”后定时10秒，以及采用此振荡器对扬声器

5、电路的D触发器CLK的持续输入方波，可以同时使用这一个振荡器实现，就不需要分频电路。1.工作原理说明四组抢答按键，主持人“开始抢答”、“清零复位”两个控制按键。下面是种抢答情况：一是正常抢答。即主持人按下“开始抢答”之后，第一个抢答人在有效时间内回答了，则主持人在抢答人开始回答后就按下“清零复位”键。二是提前抢答。即主持人未按下“开始抢答”时，有人就已经开始抢答，则蜂鸣器立即报警，同时会显示组别。主持人按下“清零复位”恢复初始状态。三是超时抢答。即主持人按下“开始抢答”之后，该抢答人未能在有效时

6、间内回答，则蜂鸣器开始报警。主持人按下“清零复位”恢复初始状态。所有抢答情况都有当有人按下抢答按键，出现LED灯、数码管、扬声器3秒三种显示。2.单元电路设计与参数计算5.1抢答锁存电路根据要求设置4组按键，通过7CHC573这个8进制D型锁存器控制LED灯、数码管和音响的锁存显示，同时取消别组再抢答的作用。因为是4路抢答，所以13可以用一个74HC573的8个输出依次驱动4个LED灯和数码管控制。如图所示，初始状态，锁存器的输出全都是低电平，且锁存器处于选通状态，当有一组按键被按下后，将在输出

7、给一个高电平，此时或非门将由默认的高电平转变为低电平，则此时LE置低，锁存了输出Q，从而使其他按键再次按下时无法输出到Q端。锁存了输出，当最下面那个复位键按下时，将给LE一个高电平，同时锁存器选通，D0-D3的0000将输出到Q0-Q3，或非门输出恢复高电平，从而使整个电路恢复到初始状态。1.2LED灯显示电路只需在对应的Q0–Q3分别连接一个LED灯，共地即可实现。135.3数码管显示电路通过锁存器的剩余四个口来控制数码管0–4段码的显示。如下第一个图是74LS48这个7段显示译码器的0–4段

8、码的DCBA电平显示。这样初始状态0000刚好是锁存器的输出状态，由于这里所用的段码D位都是低电平，所以将D端直接接地即可。分别通过Q4–Q7分别控制段码1–4。从图中可以看出段码”124“只需一个高电平，而段码”3“需在第三组按键按下时同时给AB高电平才可以将数码管置”3“。其功能可通过接两个或门实现，如下图。135.4音响显示电路如图，左上角的或门接Q4–Q7则可实现按下一组按键之后锁存一个高电平。555定时电路构成多谐振荡器设置振荡周期为1S，占空比为2/3输出，输出接下面那个D触发器的C