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1、课程设计任务书课程设计任务书学生姓名：学生姓名： 专业班级：专业班级： 电信电信 14061406 班班指导教师：指导教师： 工作单位：工作单位：信息工程学院信息工程学院题题 目目: : 多路数字定时抢答器设计仿真与制作多路数字定时抢答器设计仿真与制作初始条件：初始条件：本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS279，74LS48，74LSl92，NE555，74LS00， 74LSl21 和其它器件等，实现八路定时抢答功能。用蜂鸣器作声电器件，工作电源 Vcc 为+5V。要求完成的主要任务要求完成的主要任务: :（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程
2、设计工作量：1 周内完成多路数字定时抢答器电路的设计、仿真、装配与调试。2、技术要求： 可同时供 8 名选手（或代表队）参赛，其编号分别是 0 到 7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，禁止其它选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如 30 秒)。当主持人启动“开始”键后
3、，要求定时器立即进行减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间 05 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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止；如果定时抢答的时间已到，而没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示 00。确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。3、查阅至少 5 篇近 5 年参考文献。按武汉理工大学课程设计工作规范要求撰写设计报告书。全文用 A4 纸打印，图纸应符合绘图规范
4、。时间安排：时间安排：1） 第 1-2 天，查阅相关资料，学习设计原理。2） 第 3-4 天， 方案选择和电路设计仿真。3） 第 4-5 天， 电路调试和设计说明书撰写。4） 第 6 天，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。指导教师签名：指导教师签名：年年月月日日系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名：年年月月日日目录摘要 1 1.绪论 2 2.设计的目的及要求 3 2.1 设计目的 .3 2.2 功能要求 .3 3.设计方案与原理 4 4.电路设计 5 4.1 单元电路设计 .5 4.1.1 抢答电路设计 5 4.1.2 定时电路设计 8 4.1.3 报警电路设计 .11 4.
5、1.4 控制电路设计 .13 4.2 抢答器整体电路设计 16 5.电路仿真 .18 6.电路的焊接与调试 .20 6.元件清单 .22 7.心得体会 .23 参考文献 .24 附录 .25武汉理工大学数字电子技术基础课程设计说明书0摘要本次设计采用 74 系列常用集成芯片和其它器件，完成多路数字定时抢答器的设计与制作。该抢答器具有抢答、定时、报警三个功能。当主持人将开关置于“清零”位置时，抢答器处于禁止状态，同时给定时器预设抢答时间。当主持人打开开关时，报警器发声提示抢答开始，抢答器处于工作状态，定时器开始在脉冲的触发下倒计时，如有选手在预设的抢答时间内按下抢答键，选手显示器显示选手编号，报
6、警器发声提示有选手抢答；如无选手在预设的抢答时间内抢答，定时器倒计时至零，报警器发声提示抢答时间截止，并封锁抢答器。当选手抢答并回答完毕或定时器倒计时至零时，主持人控制开关至“清零”位置，电路回复禁止工作状态。关键词：抢答器，多路，定时，报警AbstractThis design uses 74 series of common integrated chips and other devices, complete the design and manufacture of multi-channel digital timing responder.The responder has th
7、e answer, timing, alarm function three. When the moderator will switch under the “clear“ position, the responder in the forbidden state, also makes the timer preset vies to answer first time. When the host when the switch is on, the alarm sound prompt answer in the beginning, the responder is in wor
8、king state, the timer begins in the pulse trigger countdown, if players in the default answer in time, press the answer key, players display show contestant numbers, the alarm sound show contestant vies to answer first; if no player in the preset vies to answer first time vies to answer first, timer
9、 countdown to zero, alarm sound prompt answer deadline, and the blockade of the responder. When the contestant vies to answer first and answer complete or timer countdown to zero, the host control switch to the “clear“ position, a circuit back work disabled state.Keywords: responder, multiplex, timi
10、ng, alarm武汉理工大学数字电子技术基础课程设计说明书11.绪论抢答器是一种应用非常广泛的电子电器设备，在各种抢答场合，竞赛中，它能迅速客观地分辨出最先获得发言权的选手以及实现设定发言时间、记录分数等功能。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辨认出选手号码，现在大多数抢答器均使用单片机和数字集成电路，并增加了许多新的功能，如选手号码显示、抢答前或抢答后的计时、选手得分显示等功能。抢答器在生活中应用极其广泛，作为电工类的学生，理解抢答器的原理并制作抢答器，具有极高的现实意义。本次设计利用集成芯片设计出八路数字定时抢答器，抢答器具有抢答、定时、报警三个功能，满
11、足在小型场合八人在预设时间内进行抢答的要求。武汉理工大学数字电子技术基础课程设计说明书22.设计的目的及要求2.1 设计目的本课程设计的目的是用 74 系列集成电路和其它器件等设计并制作八路定时抢答器，并用蜂鸣器作声电器件。2.2 功能要求1.可同时供 8 名选手（或代表队）参赛，其编号分别是 0 到 7，各用一个抢答按钮按钮的编号与选手的编号相对应。给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。2.抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出声音提示；同时封锁输入电路，禁止其它选
12、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。3.抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如 30 秒)。当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间 05 秒左右。4.参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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止；如果定时抢答的时间已到，而没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示 00。武汉理工大学数字电子技术基础课程设计说明书33.设计方案与原理 方案原理
13、框图如下 ：图 1 方案原理框图工作原理：整个电路分为抢答电路、定时电路、报警电路、控制电路四个部分，由控制电路协调各功能电路之间的工作。接通电源后，主持人将开关置于“清零”位置，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器预设时间；主持人将开关打开，抢答器处于工作状态，定时器倒计时，扬声器给出声提示。当选手在定时时间内按动抢答按钮时，抢答器完成四项工作：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；扬声器发出短暂响声，提醒节目主持人注意；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；控制电路使定时器停止工作，定时显示器上显示剩余的抢答时间，并
14、保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人再次将开关置于“清零”位置，系统恢复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。当定时器倒计时至零，却没有选手抢答时，报警器报警，抢答电路封锁，禁止选手超时后抢答。方案有控制电路部分，能通过控制电路协调各功能电路工作。由上述可见，此方案能更好地满足设计要求，故本设计采用此方案。武汉理工大学数字电子技术基础课程设计说明书44.电路设计4.1 单元电路设计4.1.1 抢答电路设计抢答电路由优先编码器 74LS148、锁存器 74LS279、译码器 74LS48 等集成电路和按键开关、电阻、数码管组成，下面先说明集成电路的工作原理，再说明抢答电路的工作
15、原理。1.集成电路工作原理（1）74LS148 优先编码器工作原理74LS148 是 8-3 线优先编码器，其管脚图及功能表如下：图 2 74LS148 引脚图表 1 74LS148 功能表如图表所示，EI为74LS148 优先编码器的使能输入端，低电平有效；-为输入端；-为输出端；7I0I2Y0Y为使能输出端，高电平有效；为扩展输出端，是控制标志，当=0 表示编码输出，0EGSGS输入输出EI0I1I2I3I4I5I6I7I2Y1Y0YGS0E111111011111111111100000001001001010011010010011101101001111100010011111101
16、01001111111100100111111111101武汉理工大学数字电子技术基础课程设计说明书5=1 表示不是编码输出。GS（2）74LS279 锁存器的工作原理74LS279 锁存器为 4 个锁存器，其管脚图及功能表如下：SR图 3 74LS279 引脚图 表 2 74LS279 真值表如图表所示，当 =0，=1 时，Q=1;当 =1，=0 时，Q=0；当 =1 时，Q 被锁存SRSRSR在已建立的电平中；当 =0 时 Q 为不稳定的高电平状态。SR（3）74LS48 译码器74LS48 为 BCD-7 段译码显示器驱动器，其管脚图和动能表如下：图 4 74LS48 引脚图输入输出RSQ00110101011保持武汉理工大学数字电子技术基础课程设计说明书6表 3 74LS48 真值表如
