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1、23济南职业学院 毕业设计（论文）题 目： 八路抢答器电路设计 系 部： 电子工程系 专 业： 应用电子技术 学 号： 201008011127 学生姓名： 刘阳 指导教师： 王庆平 职 称： 二O一三年一月八日济南职业学院毕业论文（设计）任务书 课题名称： 八路抢答电路设计 系 部： 电子工程系 专 业： 应用电子技术 姓 名： 刘阳 学 号： 201008011127 指导教师： 王庆平 二O一三年一月八日一、毕业论文（设计）的目的与要求：毕业设计（论文）是教学过程中最后一个重要的实践性教学环节，是应用在校所学知识、结合工程实际，进行一次系统的、有机的解决工程实际问题的训练，目的是巩固、扩
2、大和提高所学理论知识，使之系统化，并提升为解决实际工程技术问题的能力，通过本课题的实施可初步掌握工业企业的自动化技术改造基本方法和步骤。通过毕业设计实践，可使学生进一步提高资料检索、计算、绘图、动手制作和编写说明书的职业技能。二、 毕业论文（设计）的内容： 对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 本实验设计的数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。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
3、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。更具有实用性。三、毕业论文（设计）进程的安排序 号论文（设计）各阶段名称日 期备 注1指导教师召集相关学生，向学生介绍毕业设计的相关规定，布置任务。2论文准备，期间老师不得少于两次指导学生。准备期间，学生向指导教师汇报工作进度和工作情况，每周不少于一次。3毕业论文送交指导老师阅评4毕业答辩公布成绩4月27日前四、任务执行日期：自2013年1月8日起-至2013年4月27日止。 学 生（签字） 刘阳 指导教师（签字） _ 王庆平
4、 系主任（签字） _八路抢答器电路设计 济南职业学院 电子工程系 姓名：刘阳摘要：单片机把我们带入了智能化的电子领域，许多繁琐的系统若由单片机进行设计，便能收到电路更简单、功能更齐全的良好效果。若把经典的电子系统当作一个僵死的电子系统，那么智能化的现代电子系统则是一个具有“生命”的电子系统。 而随着技术的进步，单片机与串口通信的结合更多地应用到各个电子系统中已成一种趋势。本设计就是基于单片机设计抢答系统，通过串口通信动态传输数据，使抢答系统有了更多更完善的功能。单片机系统的硬件结构给予了抢答系统“身躯”，而单片机的应用程序赋予了其新的“生命”，使其在传统的抢答器面前具有电路简单、成本低、运行可
5、靠等特色。对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。 本系统是以单片机的基本语言汇编语言来进行软件设计，指令的执行速度快，节省存储空间。软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。使硬件在软件的控制下协调运作。正文中简单描述系统硬件工作原理，附以系统硬件设计框图，论述了本次毕业设计所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程，阐述了程序的流程和实现过程。本文的主导思想是软、硬件相结合，以硬件为基础，来进
6、行各功能模块的编写。关键词：单片机、抢答器、汇编语言采用测速电机，增加了整个系统的成本降低了测量精度功率消耗大，无便携性可言可见，这样的设计给市场推广带来了很大的阻碍，而且降低了测量精度。从而给很难占领市场。光电转速计优点光电转速计采用单片机控制，精度高，稳定性好，测量范围大，其优点如下：功率小，易于提高其便携性能抗干扰能力强，可避免外界电磁干扰和其他干扰因素的影响非接触式测量，采用光电器件测量，无连接轴，对被测件无任何影响，提高测量精度电子式测量方法缩小整个系统的体积，使便携式产品的开发更具可操作性非机械式测量方法，采用电子器件，提高设备的寿命，间接降低成本智能转速计避免了老式转速计的以上缺
7、点。采用光电测量的方法最齐全的转速测量功能；配备信号输入、输出及外接电源端口，满足特定工作要求。关键词：单片机 光电传感器 光电转速计目 录摘 要 5一、 设计任务及系统功能简介1.1设计任务61.2基本功能61.3扩展功能6二、 实现的原理与电路2.1 数字抢答器总体方框图72.2 单元设计电路72.2.1抢答器电路72.2.2 定时电路92.2.3报警电路112.2.4时序控制电路12三、 总体方案选择的论证143.1 74系列芯片实现原理图143.2 选用74系列芯片实现的理由14四、 在设计过程中发现的问题和所做的改进144.1 选手号码显示问题144.2 在计时结束时选手号码牌现实问
8、题154.3 主持人按键显示问题154.4 显示电路显示不稳定的问题15五、 组装与调试165.1 使用的主要仪器、仪表165.2 电路调试165.2.1单元电路检测165.3 整机电路调试17六、 所用原器件列表18七、 改进设想及建议19八、 课程设计小结20附录 整机电路原理图21一、设计任务及系统功能简介1.1设计任务：1. 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 S7表示。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，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
9、，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。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（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。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除为止。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基本功能：（1） 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 S7表示。（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）
10、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DPY_7-SEG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。1.3扩展功能：（1） 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（如30秒）。当主持人启动开始键后，定时器进行减计时。（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。二、实现的原理与电路2.1数字抢答器总体方框图如
11、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。 主体电路抢答按钮报警电路控制电路主持人控制开关译码电路定时电路秒脉冲产生电路显示电路译码电路译码显示锁存器优先编码电路 扩展电路图1 设计框图2.2单元电路设计(1) 抢答器电路设计电路如图2所示
12、。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，其按键操作无效。工作过程：开关S置于清除端时，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,RBO(图中4端) =1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，CTR，使74LS148 优先编码工作标志端（图中5号端），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CTR，使优先编码工作标志端（图中5号端），所以74LS148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
