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1、武威职业学院 应用电子技术 专业（专科） 毕业设计（论文）设计题目： 基于protel的八位抢答器学生姓名： 脱治民 学 号： 指导老师： 李 鹏 完成日期： 2011年6月20日 教 学 系： 电子信息工程系 摘 要随着现代娱乐节目及其它游戏环节的需要，也为了更加完善节目的紧张气氛和观众的互动，所以就出现了多路智力抢答器，本抢答器的基本功能：它可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是I0I7，各用一个抢答按钮，按钮的编号分别与选手的编号相对应，分别是S0S7。关键字：74LS48 RS触发器 74LS192 555定时器abstractAlong with modern ent
2、ertainment program and other game links need, also for more perfect programs tense atmosphere and audiences interaction, therefore presented the multi-channel intelligences to vie to answer first, this vied to answer first basic function: It may simultaneously supply 8 contestants or 8 teams attends
3、 the competition, their serial number respectively is I0I7, vies to answer the first button respectively with one, buttons serial number corresponds separately with contestants serial number, respectively is S0S7. key words:74LS48 RS trigger 74LS192 555 timers 目 录引 言3第一章 主要元器件介绍41.1 设计内容与要求41.2 元器件的
4、功能和作用4第二章 设计原理与电路102.1 数字抢答器总体方框图102.2 单元电路设计102.2.1 抢答器电路102.2.2 定时电路132.2.3 报警电路142. 2. 4时序控制电路15第三章 供电电路设计153.1 电路设计153.2 实际电路设计163.3 选电源变压器、整流二极管及滤波电容173.4 电路的工作原理183.5 直流稳压电源原理图183.6 电路安装需要注意的问题193.7 实验功能测试及结果19第四章 PCB图234.1 八位抢答器的PCB图204.1.1 未布线前的八位抢答器204.1.2 布线后的八位抢答器.204.2 电源电路的PCB图21心 得22致
5、谢23参考文献24附 录： 电路原理图（Protel环境）25引 言抢答器的功能要求:可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是I0I7，各用一个抢答按钮，按钮的编号分别与选手的编号相对应，分别是S0S7。给节目主持人设置一个控制开关S，用来控制系统的清零和抢答的开始。抢答器具有数据锁存和显示功能，抢答开始以后，若有选手按动抢答按钮，编号便立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时，扬声器发出音响提示。此时，输入回路封锁，禁止其他选手抢答。优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零时为止。抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定，当节目主持人启动“开始”键后
6、，要求定时器立即进行减法计数，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间为0.5秒左右。参赛选手在设定的时间内抢答有效，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时为止。如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，则本次抢答无效，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。第一章 主要元器件介绍1.1 设计内容与要求1） 设计内容1、 利用各种器件设计一个八路智力竞赛抢答器2、 并用PROTEL或EWB画原理图与印制板电路图。3、 总结检验电路设计的结果2） 设计要求1、抢答器同时供八名选手或八个代表队比赛，分别用八个按钮S0S7表示
7、。2、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。3、抢答器具有锁存于显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并且优先抢答选手的编号一直保持到主持人讲系统清零为止。4、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定。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，声响持续的时间在3秒左右，与此同时，指示灯会亮，提示抢答开始。5、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零为止。6、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。1.2元器件的功能和作
8、用1.2.1 十进制可逆集成计数器74LS192图2-1 74LS192逻辑符号 该器件为双时钟工作方式，CP+是加计数时钟输入，CP-是减计数时钟输入，均为上升沿触发，采用8421 BCD码计数。 Cr为异步清0端，高电平有效。 LD为异步预置控制端，低电平有效，当Cr=0、LD=0时预置输入端D、C、B、A的数据送至输出端，即QDQCQBQA=DCBA。 进位输出和借位输出是分开的。 OC为进位输出，加法计数时，进入1001状态后有负脉冲输出，脉宽为一个时钟周期。 OB为借位输出，减法计数时，进入0000状态后有负脉冲输出，脉宽为一个时钟周期。1.2.2 BCD-七段显示译码器74LS48
9、表2-2 74LS48功能表 要求输出015时，灭灯输入（BI）必须开始时保持高电平。如果不灭，则动态灭灯输入（RBI）必须开路或为高电平。 将一低电平直接加于灭灯输入（BI）时，则不管其他输入为任何电平，所有各段输出都关闭。 当动态灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或者保持高电平而试灯输入为高电平时，所有各段输出都关闭并且动态灭灯输出（RBO）处于低电平（响应条件）。 当灭灯输入/动态灭等输出（BI/RBO）开路或者保持高电平而试灯输入为低电平时，则所有各段都开通。 BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入（BI）或动态灭灯（RBO）之用，或两者兼用。1.2.3 不可重复触发集成单稳态触发
10、器74LS121 引出端符号： Cext 外接电容端 Q 正脉冲输出端 /Q 负脉冲输出端 Rext/Cext 外接电阻/电容端 Rint 内电阻端 B 正触发输入端 A1、A2 负触发输入端 图2-3 74LS121引脚图表2-3 74LS121功能表输入输出A1A2BQQLXHLHXLHLHXXLLHHHXLHHHHHHLXXL说明：1.外接电容接在 Cext（正）和 Rext/Cext 之间 2.如用内定时电阻，须将 Rint 接 Vcc 3.为了改善脉冲宽度的精度和重复性，可在 Rext/Cext 和 Vcc 之间接外 接电阻，并且 Rint 开路。 1.2.4 8线-3线优先编码器7
11、4LS148如图2474LS148为8线3线优先编码器，表4为其功能表. 表2-4 74ls148真值表输入输出EII0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GSEO1xxxxxxxx11111011111111111100xxxxxxx0000010xxxxxx01001010xxxxx011010010xxxx0111011010xxx01111100010xx011111101010x01111111100100111111111101从以上的的功能表中可以得出，74ls148输入端优先级别的次序依次为I7，I6，I0 。当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入
12、时，输出端才输出相应该输入端的代码。例如：I5=0且I6=I7=1(I6、I7优先级别高于I5) 则此时输出代码010，经RS触发器各位取反，这就是优先编码器的工作原理。74ls279（如图29）在接法上有点不同，其中上图所示的1S1,及1S2要连接到一起，和1R1一起组成SR触发器，输出为1Q1，这里千万不能把1S1误认为和1R1是一组的。但是，1S3却和1R2是一组的，所以在接芯片连线的时候要特别注意。起初就是由于没有注意到这里的不同，结果造成接线错误，因此不能得出正确结果。当S为低电平，R为高电平时，输出Q为高电平；当S为高电平，R为低电平时，输出Q为低电平；当S和R均为高电平时，Q锁存
13、已建立的电平；当S和R均为低电平时，Q为不稳定的高电平状态。1.2.5 555定时器（1）单稳态触发器 由555构成的无稳电路也是多谐振荡电路的一种，是555电路中应用最广的一类，电路的变化形式也最多。下图为间接反馈型方波振荡电路，振荡电阻是连在电源VCC上的。公式：Ta = 0.693 * Ra，Tb = 0.693 * Rb，F = 0.722 / (Ra * C) 。(如图26)（2）多谐振荡器由555定时器构成的多谐振荡器如下图所示，其工作波形如b图所示。接通电源后，电容C被充电，Vc上升，当Vc上升到2/3Vcc时，触发器被复位，同时放电BJT T导通，此时Vo为低电平，电容C通过R2和T放电，使Vc下降。当Vc下降到1/3Vcc时，触发器又被置位，Vo翻转为高电平。电容器C放电所需的时间为tPL=0.7R2C当C发电结束时，T截止，Vcc将通过R1、R2向电容器C充电，Vc有1/3Vcc上升到2/3V
