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1、成绩 课 程 设 计 说 明 书 课程设计名称： 电子技术课程设计 题 目： 八路抢答器 学 生 姓 名： 专 业： 电气工程与自动化 学 号： 指 导 教 师： 龙驹 日期：2010年7月1日西华大学课程设计说明书八路抢答器摘 要：该设计中八路抢答器主要分为三个部分：抢答部分、计时部分、报警部分。抢答部分由74LS573锁存器及74LS48译码显示等主要器件组成。两片74LS192和两片74LS48共同组成计时部分。两个555芯片分别组成单稳态触发器和多谐振荡器构成报警电路。在整个设计中主持人通过控制总开关完成了对整个抢答器的总体控制和置数控制。通过proteus仿真验证该项设计的正确性和功
2、能的完整性。关键词：74LS573锁存器,74LS192计数器，74LS48译码器，555多谐振荡器， 555单稳态触发器 Abstract：The design of eight-way Responder is divided into three parts: the answer in part, part time, alarm parts. Answer in part by the 74LS573 and 74LS48 latch decoding shows the composition of major components. 2 and the two 74LS48 74
3、LS192 constitute count, home number, decoding time part of the common component. Composed of two 555 chips were flip-flops and monostable multivibrator constituted alarm circuit. Over the entire design of completed by controlling the main switch on the answering device number of the overall control
4、and home control. Pretus ISIS simulation through the design of the correctness and completeness of functionality.Keywords:74LS573Latch,74LS48Decoder,74LS192counter,555Multivibrator, 555One-sho目 录1 前言12 总体方案设计22.1 方案比较22.2 方案论证32.3 方案选择43单元模块设计53.1 抢答电路53.2 抢答锁存、编码电路53.3 定时电路63.4 报警电路73.5 整个系统的时序控制电路
5、84 软件设计原理94.1 软件结构图104.2 工作流程框图115系统调试125.1 系统仿真总图125.2 系统仿真参数设置125.3 系统调试125.4 调试结果分析156系统功能、指标参数176.1 系统功能介绍176.2 计器件及参数176.3 系统功能及指标参数分析177结论198总结与体会209谢辞2110参考文献22附录1：系统电路原理总图23附录2：系统仿真原理总图24附录3：系统PCB总图2541 前言随着我国经济和文化事业的发展，在很多公开竞争场合要求有公正的竞争裁决，诸如证券、股票交易及各种智力竞赛等,因此出现了抢答器。抢答器一般是由很多电路组成的，线路复杂，可靠性不高
6、，功能也比较简单，特别是当抢答路数很多时，实现起来就更为困难。因此我们设计了以单片机为核心的新型智能的抢答器，在保留了原始抢答器的基本功能的同时又增加一系列的实用功能并简化其电路结构。抢答器又称为第一信号鉴别器，其主要应用于各种知识竞赛、文艺活动等场合。传统普通抢答器主要存在以下缺陷：在一次抢答过程中，当出现超前违规抢答时，只能处理违规抢答信号，而对没有违规的有效抢答信号不能进行处理，因而使该次抢答过程变为无效。当有多个违规抢答时，普通抢答器或采用优先编码电路选择其中一个，或利用抢答电路电子元件的“竞争”选择其中一个。对于后者由于抢答电路制作完毕后电子元件被固定。各路抢答信号的“竞争”能力也被
7、固定，因而本质上也有优先权。普通抢答器存在不公平性。当有多个违规抢答时，普通抢答器只能“抓住”其中一个而出现“漏洞”。为了适应现代电子技术飞速发展的需要，更好的培养出21世纪的应用型人才，每个高校都开设的数字电子技术基础这门课程。判断一名21世纪的大学生是否符合应用型人才的标准，数字电子技术的实际应用能力也在其中起到了举足轻重的地位！随着社会不断的发展，电子技术也的到了飞速的发展，各中电子产品的质量也的到了质的突飞猛进。其中的抢答器也由以前的简单、功能单一的电路，变为现在复杂、实现功能多的电子产品。目前在现在这个社会抢答器的运用相当普遍，在竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地
8、判断出抢答者的机器。通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。比如说我们看电视节目正大综艺中许多时候都要用抢答器。抢答器在现在这个高压的工作环境下，娱乐已经成为一种最好休息方式。在娱乐中最常用的电子设备就是抢答器。作为现在工科的大学生。对一这一简单耐用运用非常广泛的设备。我们有必要好好学习并全面的加深对它原理的理解和对它的认识与运用。2 总体方案设计对同一种目的的实现，可以用不同的方案，下面就着重介绍以下两种方案对同一目的的实现方法，并比较两种方案的优劣。2.1 方案比较2.1.1方案一在抢答器中我们主要运用了数字电子技术的几种基本芯片。其中最用的最多的就是74LS系列
9、的芯片。在本设计中运用了74LS192，74LS48以及锁存器这一系列的逻辑集成电路。在报警这一块电路中555芯片是运用最多。在数字电子技术中555芯片运用相当广泛，单稳态触发器、斯密特触发器和各种控制端的信号系统框图如图2.1所示。抢 答按 钮优先编码电路译 码电 路抢 答显 示主持人控制开关时钟脉冲产生定 时电 路显 示译 码控 制电 路报警和提示音电路定 时显 示锁 存器图2.1方案一的系统框图工作原理简述：接通电源后，主持人将开关拨到清零状态，锁存器处于禁止状态，抢答显示器灭灯，控制定时电路，定时器显示由主持人设定时间；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，控制
10、报警和提示音电路发出间断声响提示。当定时时间到，却没有选手抢答时，控制报警和提示音电路发出连续的声音，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。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。2.1.2方案二系统框图如图2.2所示。抢 答按 钮优先编码电路锁 存器译 码电 路抢 答显 示主持人控制开关时钟脉冲产生定 时电 路显 示译 码时序控制电路报 警电 路定 时显 示提示音电路 图2.2 方案二的系统框图工作原理简述：接通电源后，主持人将开关拨到清零状态，锁存器处于
11、禁止状态，时序控制电路控制抢答显示器灭灯，同时由主持人控制定时电路设定抢答时间；主持人将开关置“开始”状态，强大显示器人为灭灯状态，宣布开始抢答器工作，定时器开始倒计时，提示音电路给出间断声响提示。当定时时间到，却没有选手抢答时，报警电路报警，同时控制锁存器封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。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。2.2 方案论证 方案可行性分析：对于方案一不可行，因为在抢答开始之前不能对抢答显示电路清零；报警声电路和提示音电路不能用一个电
12、路实现，是因为报警声是连续的，因此需要一个单稳态电路和一个多谐震荡电路。而提示音是间断的，只需一个多谐震荡电路即可。并且它们的工作状态不同，对其元件的参数设置也就不同；先编码后锁存，当有选手抢答时，控制锁存器锁存而锁存器确没有状态输出。以至于显示抢答电路无显示。对于方案二可行，是在方案一的基础之上进行修改和完善的。采用的是当锁存器有输出即有抢答输入时，立即封锁锁存器，编码器优先编码，再次封锁锁存器，抢答显示电路显示；报警电路和提示音电路分开，以达到各自的工作状态；抢答开始之前主持人能够对抢答显示电路清零。2.3 方案选择比较方案一和方案二可以看出，方案二比方案一更加可靠，而且使用到的元器件也都
13、是我们所常用到的一些元件比如：555，74LS148、CD4511、74LS192、74HC5573以及开关、电容、电阻、门电路等一些我们所学过，用过的基本器件；从操作行和可行性上说方案二思路清晰，成品的使用方便等优势；从自身的势力上来说，方案二略显复杂一些，但由于本次设计是第一次将数字电子电和模拟电子运用于实际的电路设计中，我们尚未完全的掌握这2门知识，对电路还不能达到最优化的设计，所以综合各个方面的因数，我选择了方案二作为本次课题的主要研究对象，本文也将注重介绍方案二的设计方法。西华大学课程设计说明书 3单元模块设计本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路结构、工作原理、以及各个单元模块
14、之间的联接关系；同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及核心器件进行必要说明。3.1抢答电路该部分电路要完成两个功能：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；二是禁止其他选手按键操作无效。在设计中运用74HC573锁存器锁存抢答选手的编号。然后再紧接着用74LS13和4002组成的一个BCD译码功能块，最后把译码块的结果送到数码管上显示出抢答者的正确编号。如图31该电路由八路开关S1S8所组成，每一竞赛者与一组开关相对应,选手的编号是1到8，开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合，输入抢答信号。图3.1选手抢答按钮电路3.2抢答锁存、编码电路抢答器电路由锁存器和按键组成。在未抢答前，8路锁存器74HC573的LE端为高电平，锁存器的输入端的电平能直接送到相应的输出端，当抢答开始后，LE端变成低电平，锁存器锁存，也就是说输入的信号不能送到相应的输出端，各个输出保持锁存前的电平。此时抢答不能进行。当主持人按下时，74HC573的OE为高电平，显示器被清零,抢答被禁止。当主持人开关断开时，抢答被允许。此时如有人抢答，7
