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1、机械与电子工程学院课程设计报告课 程 名 称 数电课程设计 设 计 题 目 四路智能竞赛抢答器设计 所学专业名称 电子科学与技术 班 级 103班 学 号 2010210049 学 生 姓 名 孙开霞 指 导 教 师 吕承启 2012年6月4日机电学院数字电子技术课程设计任 务 书设计名称： 四路智能竞赛抢答器设计 学生姓名： 孙开霞 指导教师： 吕承启 起止时间：自 2012 年 5 月 30 日起 至 2012 年 6 月 日止一、课程设计目的本次设计主要配合数字电子技术理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思维的效果。二、
2、课程设计任务和基本要求设计任务：1. 运用数字电子技术的理论、技术和器件；2. 设计一个可供四人竞赛的抢答器，编号为1、2、3、4，各用一个抢答按钮，按钮的编号和选手的编号相对应，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；3. 抢答器具有数据存储和显示的功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并与抢答按钮对应的数码管亮。基本要求：1.用74LS175集成电路和555定时器设计。2. 555定时器产生矩形CP脉冲3. 要求依据智力竞赛抢答装置的任务要求，运用数字电子技术的理论设计、制定实验方案，并撰写课程设计论文要求符合模板的相关要求，字数要求1
3、500字左右。机电学院数字电子技术课程设计指导老师评价表院（部）机电学院年级专业2010级电子科学与技术学生姓名 孙开霞学生学号2010210049题 目 四路智能竞赛抢答器一、 指导老师评语指导老师签名： 年 月 日 二、 成绩评定指导老师签名： 年 月 日 目录前言.1摘要.11 课程设计目的.12 设计内容及要求.23设计思路.2 3.1电路设计标准.24 四路智能抢答器原理.3 4.1设计电路图.3 5总结与体会.4参考文献.4附录一.5附录二.6附录三.7附录四.8 四路智力竞赛抢答器设计前言 关于这次设计的四路智力竞赛抢答器，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智力电视节目的不断发
4、展，越看越多的抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅可以锻炼选手的反应能力，而且还可以增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣，可见抢答器在现实生活中真的很实用，应用前景很广泛。 在知识竞答中，特别是做抢答题的时候，为了知道哪一组选手获哪一个选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务，如果在抢答的过程中只靠人的视觉是很难判断哪个选手先答题的，这次设计只用几个触发器和电阻、电容就巧妙的完成了抢答器的设计，是以上问题得到了解决，即使是只有几微妙的时间差，也可以判断出是哪个先答题，它的应用非常有价值。【摘要】根据目前各种竞赛活动中使用智能抢答器的特点，运用数电知识和数电元件的作用和特点，
5、给出了简易利用D触发器和与非门及555定时器设计电路。【关键字】四D触发器 74LS175 与非门 74LS20 74LS00 555定时器 脉冲源电路 多谐振荡电路1、课程设计目的 1.1、学习数字电路中D触发器、时钟脉冲、多谐振荡器、CP时钟脉冲等单元电路的综合运用。 1.2熟悉智力竞赛抢答器的工作原理。 1.3、了解简单数字系统实验、调试和故障排除的方法。2、设计内容及要求设计实现一个容纳四组参赛者的智力竞答抢答器。要求：每组设置一个抢答开关供抢答者使用，对应的有四个显示器与相应的开关对应，便于确定是哪组最先抢到。3、设计思路 LED显示器多谐振荡器 主持人控制开关 抢答控制器抢答开 关
6、 分频电路3.1电路设计指标 3.1.1抢答开关有四个，分别为J1、J2、J3、J4，各参赛选手用一个开关控制，每个开关有一个对应的LED显示器，同时又有一个抢答控制开关J5，给开光又具有系统清零的作用，该开关由主持人控制。 3.1.2抢答器具有数据锁存的功能，并将锁存数据用发光二极管显示出来，下一次抢答开始之前，主持人需进行系统清零。 3.1.3主持人控制开关J5具有系统清零和抢答控制作用，当开关J5被按下时，抢答电路清零，当开关J5断开时，允许抢答，输入抢答信号由开关J1、J2、J3、J4实现。 3.1.4有抢答信号输入时，发光二极管会亮，哪个二极管亮了，则说明对应的抢答开关是最先按下的，
7、此时再按其它任何一个开关均无效，其它的发光二极管均不亮。3.1.5进行下次抢答时，主持人按下开关J5后，再断开开关J5，即又可以进行下一次的抢答了。4、四路智能抢答器原理 4.1设计电路图该电路由四D触发器74LS175，与非门74LS20/74LS00、555定时器等组成，其中J1、J2、J3、J4抢答开关，J5为主持人控制开关。74LS175为四D触发器，它具有公共置0端和公共CP端，引脚见附录；74LS20为双4输入与非门；74LS00是四2输入与非门，由74LS00可组成多谐振荡器；555定时器组成分频电路，74LS20和74LS00组成抢答器中的CP时钟脉冲源，抢答开始时，由主持人清
8、除信号，按下复位开关J5,74LS175的输出Q1Q4全为0，所有的发光二极管LED均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门74LS20送出信号锁住其余三个抢答者的电路，不再接受其它的信号，直到主持人再次清除信号为止。5、总结与体会本次设计的是四路智能抢答器，主要运用了四D触发器74LS175、双4与非门74LS20和74LS00,以及555定时器，通过本次课程设计我受益匪浅，不仅仅是学以致用了，同时我更加全面的了解了数字电路中许多零件的使用，也许从课本上我可以很容易的辨别出各种触发器的各个引脚，但是在实际应用中真的没有那么容易，
9、等到真的使用了，才发现我所学的只是还远远不够。课本上用74LS00和74LS74组成多谐振荡器和分频器，这样会使用多个74LS00，而且在实际焊接的时候会比较麻烦，不容易焊接，我们知道，在PCB板上焊接集成电路时很不容易，由于各个引脚之间的缝隙很小，很容易造成短路现象，因此，我们将原电路进行改进，使用555定时器来代替74LS74和74LS00组成分频器和多谐振荡器，这样省去了很多的不便，同时减少了在实际焊接过程中可能出现的问题，使模型快捷成功的被塑造了出来。在本次设计中我们也遇到了一些问题，由于我们是用小排阵代替开关的，故在演示的时候很容易就将两个导线碰到一起，是整个电路短路，因此花费了很长
10、的时间，但是最后我们找到了问题所在，并且成功的找到了解决的办法，使我们顺利的完成了本次的设计。透过本次的设计，我深刻的体会到了团队的力量，因为这次的设计不仅仅需要设计一个方案，同时还得做出实物，如果不是一个集体，一个人可能要话很长的时间来完成这个设计，有的人理论知识很好，有的实际动手能力比较强，有的人比较细心，出现问题的时候可以发现问题等等，团结才是力量。参考文献 1 基于Multisim10的电子仿真 实验与设计 王连英 北京邮电大学出版社 2 电子技术基础实验 吕承启 林其斌 中国科学技术大学出版社 3 数字电子技术基础 阎石 高等教育出版社 附录一74LS175各引脚功能附录二555定时器附录三多谐振荡电路附录四CP脉冲
