《八路数字抢答器毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《八路数字抢答器毕业设计（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、综合设计实验八路数字抢答器设计姓名：学号：班级：电子091班时 间：2011.12 2012.1 月#目录摘要 1第1章设计任务及系统功能简介 2第2章实现的原理与电路 22.1 数字抢答器总体方框图 .32.2 单元电路设计 .4第3章在设计过程中发现的问题和所做的改进 .53.1 选手号码的显示问题 .73.2 所做的改进 .9第4章组装与调试.104.1 使用的主要仪器、仪表 .114.2 电路调试 .124.3 整机电路调试 . 13第5章所用元器件列表.14第6章抢答器实物电路图 15第7章总结与展望 16参考文献 .17摘要本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答
2、器的电路组成、 设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警多 重功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若 在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系 统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，同时实现报警功能。【关键词】八路，抢答器，设计，定时，计时，报警AbstractIn this paper, the electric circuit and designing thought of an answering racer based on the common-used series of 74 I
3、C with 8-wire is introduced, and its function is also described. The aswering races function includes timing, counting, and alarming, besides the basic function of an answering racer. The host sets the provided time for the answering race through the time-setting switch, after this the system will c
4、ount down the time automatically. If anybody answer the question on time, the counting of time will stop; If nobody answer the question on time, the alarm will give out some sound, helping the host know the race in this turn is of no use, so the function of alarming is achieved.Keywords 8-wire, answ
5、ering racer, design, timing, counting, alarming第1章设计任务及系统功能简介1 .基本功能：(1)抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，他们的编号分别是 0、1、2、3、 4、5、6、7,分别用8个按钮S0 S7表示，按钮的编号与选手的编号相对应。(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)抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器 发出声响提示，并在LED七段数码管上显示选手号码。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。2 .扩展功能：(1)抢答器具有定时抢答功能，且
6、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，并用显示器进行显示，同时扬声 器发出短暂的声响，声响持续时间 0.5秒左右。(2)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。(3)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。第2章实现的原理与电路2.1 数字抢答器总体方框图如图1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关 拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间； 主持人将开关置；开始”
7、状态，宣布开始抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出 声响提示。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、扬声器提示。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。主体电路图1设计框图2.2 单元电路设计抢答器电路设计电路如图2所示。电路选用优先编码器 74LS148和锁存器74LS297 来完成。该电路主要完成两个功能：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（显示电路采用七段数字数码显示管）；二 是禁止其他选手按键，具按键操作无效。工作过程：开关S置于消除端时
8、，RS触发器的R、S端均为0, 4个触发器输出置0,使74LS148的优先编码工作标志端（图 中5号端）=0,使之处于工作状态。当开关 S置于“开始时，抢答器处于等待工作 状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5） , 74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBOU中4端）=1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=10脩译码 显示为“5”。此外，CT白1 ,使74LS148优先编码工作标志端（图中5号端）= 1 ,处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为CT白1 ,使优先编码工作标志端（图中5号端）=1 ,所以74LS148
9、仍处 于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次 抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。74LS148为8线 3线优先编码器，表1为其功能表。图2数字抢答器电二二一二JCO#74LS148弓I脚图:AiGIW4 ：El 表1 74LS148的功能真值表输A输出政瓯瓯隔瓯瓦瓯瓦国匕1WrXXXXX工11111011111111111100KXXKXX0000010&XKX汽Z01001010XXXX011- 010010KXX0111011010聂EX01111100010觐X011111101010显0111111110010011111111
10、1101定时电路节目主持人根据前答题的难易程度，设计一次抢答的时间，通过预置时间电路 对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用 十进制同步加/减计数器74LS192进行设计。秒脉冲,_Ja h 1图3可预置时间的定时电路原理及设计：该部分主要由 555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数 器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。具 体电路如图3所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路 74LS48显示到数码 管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74192的预置数控制端实现预置数，由节目 主持人根据抢答题的难
11、易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器 进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计数器开始减法计 数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管DPY_7-SEGh,当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，BO2输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，同时以后选手抢答无效。下面结合图4 具体讲一下标准秒脉冲产生电路的原理。 结合图4,图中电容C的放电时间和充电时 间分别为t1 =R2 c In2 %0.7R2 C , t2 =(R +R2) C In2 % 0.7(R1 + R2) C于是从NE555B勺3端输出的脉冲的频率
12、为f = 1定 1.43,结合我们的实际经验及考虑到元器件的成本，我们ti t2 (Ri 2R2) C选择的电阻值为R1=15K R2=68K C=10uF代入到上式中即得f定1Hz,即秒脉冲。京Ui1Ui2UoT的工作状 态01111X333 从|吃都到lr3鬲-V3定01100导通 截止截止导通导通胡KR2输出秒脉冲C1D.luFNE555图4标准秒脉冲产生电路表2 555定时器功能表(3)报警电路由555定时器和三极管构成的报警电路如图 5示。其中NE55阖成多谐振荡器，振荡频率 fo = 1.43/ (RI + 2R2) C,其输出信号经三极管推动扬声器。PR为时序控制电路输出的控制信
13、号，当 PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之， 电路停振。9013510SPEAKER0 luflOOuJR4510R51K+5V控制信专P&来自时序控制电踣图5报警电路(4)时序控制电路时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：主持人将控制开关拨到“开始”位置时，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状 态。当参赛选手按动抢答按键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，表示此次抢答无效，抢答电路 和定时电路停止工作。CLCK74148/ST741216Tr+5VRj6 100KIGuF定时到信号应Q 4 1 10图6时序控制电路根据上面
14、的功能要求以及图2,设计的时序控制电路如图 6所示。图中，与门 G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输入使 能端（即图二中的5端）。图4的工作原理是：主持人控制开关从“清除位置拨到 开始”位置时，来自于图2中的74LS279的输出1Q,即CTR=0经G3反相，输出为1, 则NE555产生的时钟信号 CP能够力口至I 74LS192的CPD寸钟输入端（图中用 CLCKft 示接入到74LS192CP端的信号），定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到 时，则”定时到信号”为1，门G2的输出=0,使74LS148处于正常工作状态，从而 实现功能的要求。当选手在定时时间内按动抢答按键时，CT电1,经G3反相，输出为0,封锁CP信号，定时器处于保持工作状态；同时，门G2的输出=1 , 74LS148 处
