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1、电子技术课程设计报告题目名称： 姓 名： 专 业： 指导教师： 1摘要本报告设计的四路智力竞赛抢答器电路主要采由 74 系列常用集成电路组成，涉及到触发器、编码器、加法器、555 定时器和 RC 电路组成的多谐振荡电路。该抢答器具有基本的抢答功能，当一轮抢答开始后，首先抢答的人由触发器保持状态并阻止其他任何选手输入状态，此次设计的抢答器在选手输入信号后先经过 D 触发器，再经过优先编码器编码，所有选手没有优先级之分，真正做到比赛的公平公正性。主持人可以通过控制按钮结束本轮的抢答并可以从新开始下一轮抢答。本次设计的抢答器运用 74HC175 上升沿 D 触发器记录第一个抢答人的状态；运用八输入与
2、非门 74LS30D 控制触发器的工作，从而使第一个抢答者的状态保持，而其他人无法再抢答。电路中需要的时钟信号由 555 多谐振荡电路实现。关键词: 抢答器 触发器 555时钟信号发生器2目录前言 .3第 1 章 设计思路和总体框架图 .41.1 系统总体框图 .41.2 设计思路 .4第 2 章 单元电路设计 .52.1 抢答电路设计 .52.1.1 电路简介 .52.1.2 工作原理 .62.1.3 集成电路逻辑功能分析 .62.2 时钟信号发生电路设计 .102.2.1 设计分析 .102.2.2 工作原理 .10第 3 章 实物制作 .133.1 实物介绍 .133.2 焊接过程 .1
3、5第 4 章 总结 .16参考文献 .17元器件清单 .18完整电路原理图 .193前言目前无论是国内还是国外，智力抢答类的娱乐节目以其知识的普及性和娱乐宣传性，一直受到广大电视观众的喜好和好评，是全家老少皆宜的电视类节目。说到这类电视节目，就不得不提到节目中的抢答的环节，多位选手在主持人一声令下开始抢答，先按抢答器者独占先机，这种情况总是扣人心弦，让观众和选手都心动不已。激动之后，大家有没有想过节目中抢答用的电路时如何实现的吗？选手限时抢答，谁先抢答在其前面的 LED 灯就会亮，同时其他较晚的人再按键是没有任何效果的。当一轮抢答结束后，主持人操作手中的控制器就可将先前维持住的抢答状态复位清零
4、。这种抢答方式有效地提高了竞赛的公平和公正性，避免了一些不合理现象的发生。当今社会发展迅速，应用于此类抢答节目的智能抢答器早就问世。其功能的实现方式多种多样，并逐渐趋向于易于扩展、可靠性好、集成度高、制造费用低、功能更加多样话的一种高效能的产品。本次设计主要利用常见的 74LS 系列集成电路芯片和 555 芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了四路智力竞赛抢答器设计，同时制作出了简易的实物以供实践演示。第 1 章 设计思路和总体框架图1.1 系统总体框图41.2 设计思路本次设计的抢答器运用 74HC175 上升沿 D 触发器记录第一个抢答人的状态；运用八输入与非门 74LS3
5、0 控制触发器的工作，从而使第一个抢答者的状态保持，而其他人无法再抢答；电路中需要的时钟信号由 555 多谐振荡电路实现。如框图所示，当选手进行抢答时，触发器会将最先按抢答器的选手信号锁存起来，不会受其他选手的影响。主持人可以通过控制触发器“清零”从而使整个系统初始化。第 2 章 单元电路设计2.1 抢答电路设计2.1.1 电路简介图 2.1.1 所示为最小抢答电路，拥有抢答和清零的基本功能。J0按钮为主持人控制开关，一端接地，另一端连接触发器 74HC175 的清零端，当 J0 按下后 clr 端接地为低电平，触发器复位清零。J1J4为四位抢答选手对应的抢答按钮，LED1LED4 为相应八位
6、选手的5显示灯，当没有抢答时 LED 保持熄灭状态。为实现抢答的要求，即当第一个选手抢答后其他选手再按抢答器对其不影响，本次设计的抢答电路巧妙地利用了触发器的工作原理：没有一定频率的时钟信号输入 D 触发器 74HC175 就不能正常工作。电路中将触发器输出的四个结果同时钟信号一同接入八输入与非门 74LS30 中，多余的引脚接高电平做闲置端。没有抢答时 LED的负极为高电平，保持熄灭状态，此时 74LS30 输出端与时钟信号同步，一旦有人抢答时，八个 LED 灯有一个亮，74LS30 一输入端变成低电平，使输出端变为“1” ，时钟信号不能输入，相应的触发6器不能继续正常工作，断绝了其他人抢答
7、的机会。 2.1.3 集成电路逻辑功能分析2.1.3.1 触发器为达到项目要求的抢答功能，由抢答器相关功能列的的真值表如下表 2.1.3所示。表 2.1.3分析逻辑功能可知，八个输入状态没有优先级之分，而且输出高低电平要保存下来。这里就要用到触发器。由上面的真值表分析可知选用 D 触发器74HC175 可以满足要求。 74HC175 的相应逻辑电路图和功能表如下图 2.1.3所示。输入 输出J0 J1 J2 J3 J4 J5 J6 J7 J8 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q80 1 1 1 1 1 1 1 11 1 0 1 1 1 1 1 1 11 1 1 0 1 1 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 1 1 11 1 1 1 1 0 1 1 1 11 1 1 1 1 1 0 1 1 11
