《十五路抢答器设计－毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《十五路抢答器设计－毕业设计（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、十五路抢答器设计一、 设计的目的通过本课题设计，掌握数字电路系统的设计方法。二、 设计的内容要求1设计一个智力抢答器，可同时供 15 名选手参加比赛，对应 15 个抢答按钮。2主持人设置一个控制开关，用来控制系统得清零（显示数码灭）和抢答开始。3抢答器具有数据锁存功能，抢答开始后，若有选手抢答，编号立即锁存，LED 显示选手编号。同时扬声器给出音响提示，此外，要封锁输入电路。4 （扩展功能）定时抢答，主持人设定时间，启动开始后，定时器立即减计时，并用显示器显示。5参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示选手编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。6如果定时抢答的时
2、间已到，却没有选手抢答，本次抢答无效，并封锁输入电路，报警，禁止超时抢答。三、参考元件74LS192 NE555 74LS48 74LS279 74LS148 74LS00 74LS121发光二极管 数码显示器 电阻 电容四、 设计步骤与要求1 拟定组成框图；2 设计各单元电路，要求步线整齐、美观、便于线路连接调试；3 仿真测试逻辑功能，已满足设计功能要求；4 画出整机逻辑电路图；5 写出设计论文。五、 设计成果1 设计说明书，不少于 6000 字，用 A4 纸打印装订；1 设计电路总图一张，用电路设计软件绘图；2 电子文档六、 主要参考资料数字电子教材 数字电子电子电路设计相关资料 集成电路
3、产品手册目录引言1一、 设计任务与要求.1(一) 基本功能 .1(二) 扩展功能 .1二、抢答器组成框图.2(一) 抢答器组成总框图 .2(二) 各个电路的组成 .2(三) 抢答器组成具体框图3三、单元电路.3(一) 抢答电路 31. 主要功能32. 电路原理图43. 子电路4(二) 定时电路 .81.主要功能.82.电路原理图.83.子电路.8(三) 报警电路111. 主要功能.112. 电路原理图.11.(四) 控制电路 .121. 主要功能.122.子电路.12四、15 路抢答器设计总结.14五.、致谢.15六、参考文献.15七、总电路原理图.16附件摘要：数字抢答器由主体电路与扩展电路
4、组成。优先编码电路、锁存器、 译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。 经过布线、 焊接、调试等工作后数字抢答器成形。关键字：抢答电路; 定时电路; 报警电路引言抢答器同时供 16 名选手或 16 个代表队比赛,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。抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在 LED 数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选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。抢
5、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，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间 0.5 秒左右。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时间，并保持到主持人将系统清除为止。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 00。一、设计任务与要求（一）基本功能1可同时 15 名选手参加比赛，他们的编号分别是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S1，S2，S3
6、，S4，S5 ，S6，S7，S8，S9，S10 ，S11，S12，S13 ，S14，S15。2节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。3数字抢答器应具有数码锁存、显示功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在 LED 数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。（二）扩展功能1定时抢答功能。抢答器定时为 30 s，启动起始键后，定时器开始工作，立即减计，并在显示器上显示出来，同时扬声器要短暂报警。2参赛选手在设定的时间内抢答（30s） ，抢答用效，定时器停止工作，显
7、示器上显示选手的编号和抢倕时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。3当定时抢答的时间已到，还没有选手抢答进，本次抢答无效，系统短暂报警,并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示 00。二、抢答器组成框图(一 ) 抢答器组成总框图 图 2.1.1 抢答器组成框图(二 )、各个电路的组成1. 照框图，根据功能指标的要求，可以确定各个电路的组成。1) 抢答电路由优先编码电路 74LS148，锁存器 74LS279 组成。2) 定时电路由秒脉冲产生电路 NE555，同步计数器 74LS192 组成。3) 报警电路由脉冲产生电路 NE555，扬声器组成。4) 控制电路用 抢答按钮单稳态触发
8、器 74LS121 和一些门电路实现。2. 图示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始” ，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：1) 优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；2) 扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；3)
9、控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；4) 控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。(三 )、抢答器组成具体框图抢答按钮优先编码电路74LS148主持人控制开关时序控制电路 抢答按钮报警电路NE555秒脉冲产生电路NE555同步计数器74LS192显示电路（七段显示器）译码电路74LS48抢答按钮单稳态触发器74LS121二进制/BCD 编码转化电路锁存器74LS279译码电路74LS48显示电路（七段显示器）图 2.3.1 抢答器组成
10、具体框图三、单元电路(一 ) 抢答电路1.主要功能抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器 74LS148 和 RS 锁存器 74LS279 可以完成上述功能，其电路组成如下图所示。其工作原理是：当主持人控制开关处于“清除”位置时，RS 触发器的 端为低电平，输出端（ 4Q1Q）全部R为低电平，于是 74LS48 的 BI=0，显示器灭灯；74LS148 的选通输入端ST=0，74LS148 处于工作状态，此时锁存电路不工作，当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，
11、即抢答器处于等待工作状态，等待输入端 S1S15 输入信号，当有选手将键按下时（如按下 S5） ，74LS148 的输出 Y2Y1Y0=010，YEX=0，经 RS 锁存器后，CTR=1，BI=1，74LS279 处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经 74LS48 译码后，显示器显示出“5” 。此外，CTR=1，使 74LS148 的 ST 端为高电平，74LS148 处于禁止工作状态，封锁了其他按键的输入。当按下的键松开后，74LS148 的 YEX 为高电平，但由于 CTR 维持高电平不变，所以 74LS148仍处于禁止工作状态，其他按键的输入信号不会被吸收，这就保证了抢答者的优先性以及
12、抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关 S，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。2.电路原理图S7SW-PBS6SW-PBS5SW-PBS4SW-PBS3SW-PBS2SW-PBS1SW-PBS15SW-PBS14SW-PBS13SW-PBS12SW-PBS1SW-PBS10SW-PBS9SW-PBS8A_1 A_2A_7404A_1A_2U?A_7404A_1A_2U?A_7404A_1A_2A_7404A_2A_3 A_1U2A_7408A_2A_3 A_1U1A_7408A_2A_3 A_1U1A_7408 ABCDBINRBINLTNO_AO_BO_CO_DO
13、_EO_FO_GRBONU1A_748ABCDBINRBINLTNO_AO_BO_CO_DO_EO_FO_GRBONU2A_748U1A1B1CINSUM1COUTA2A3A4B2B3B4SUM2SUM3SUM4U1A_74283R1NS1NS12NR2NS2NR3NS31NS32NR4NS4NQ1Q2Q3Q4U1A_74279R1NS1NS12NR2NS2NR3NS31NS32NR4NS4NQ1Q2Q3Q4U2A_74279U3A_0NA_1NA_2NA_3NA_4NA_5NA_6NA_7NEINA0NA1NA2NGSNEONU1A_74148A_0NA_1NA_2NA_3NA_4NA_5NA_6NA_7NEINA0NA1NA2NGSNEONU2A_74148A_1A_3A_2U3A_740A_1 A_3A_2A_740A1f2 g3 e4d5A6c8DP7b9 a10D1Dpy Amber-CAA1f2 g3 e4d5A6c8DP7b9 a10D2Dpy Amber-CAD3A_2A_3 A_1A_7408A_2A_3 A_1U0A_7408+51510KA_1A_3A_2A_740+5图 3
