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1、数字电路课程设计报告设计课题题目：定时抢答器黎明大学电子工程系专业应用电子技术班级成员学号小组成员：指导教师：设计时间：题目：定时抢答器一、设计目的掌握译码器、十进制加 / 减计数器的逻辑功能和工作原理，设计可预置时间的定时电路；分析与设计时序控制电路。画出定时抢答器的整机逻辑电路图，掌握智力抢答器的工作原理及其设计方法，并对各种元器件的功能和应用有所了解。并能对其在电路中的作用进行分析。另外还要掌握电路原理和分析电路设计流程，每个电路的设计都要有完整的设计流程。这样才能在分析电路是有良好的思路，便于查找出错的原因。二、设计要求1抢答器同时供4 名选手或 4 个代表队比赛，分别用4 个按钮 S
2、1 S4 表示。2。设置一个系统清除和抢答控制开关R，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，同时扬声器发出音乐提示。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，在枪答时间内，选手枪答成功，这时计时器停止计时工作，显示器上显示参赛者的编号，保持到主持人按复位键为止。当规定时间到，仍无人枪答时，本次枪答无效，扬声器报警发出声音，并禁止枪答，计时器显示00。三方案设计与论证抢答器的组成方框图为：DS?DS?D
3、S?aaafbfgbfgbgecececdddLS?SPEAKERLEDLEDLEDS?SW-PBS?抢答电路倒计时电路CP 声响电路S?SW-PBSW-PBS?SW-PBS?控制电路SW-PB-2-2设计的方案有以下三种：方案一：用CD4511 、CD4068 各一个电阻，开关，三级管和二级管若干及七段显示器构成抢答电路。本电路的控制方法是利用开关进行输入编码当按键第一次就接下时，输出由 1111110变为所接下的键值的BCD 编码经 4068 8 输入与门和一个三级管控制后输出 CD4511 第五脚使其从底电平变为高电平，从而锁住 CD4511，实现枪答功能。记数器利用两个 CD40110
4、 和 CD4011 组合成 30 秒的加法记数器，此电路原理简单，制作方便，但显示不为倒计时，观看比较不直接。方案二：采用 CD40175 四 D 触发器， CD4511 ， CD4081四 2 输入与门各1 个电阻开关，二级管若干，构成枪答器，本电路工作原理也利用开关与二级管结合做编码用。同时在按钮按下的时候也发出一个脉冲到CD40175 的 CP 输入端，使其输出在 CP 脉冲下翻转，利用四 D 触发器的四个（ Q 反）经 CD4081 与门后控制 CD40175 的 CP 脉冲使其电路锁住封锁按键禁止抢答。倒计时电路采用CD4510 与 CD4511 配合。本电路有两部分组成，方案三：由
5、 CD4043 一个，电阻，二级管，开关若干组成。CD4043 是一快内部由 4 个高电平有效的 RS 触发触发器组成。当4 个输出端有其中一个被按下时，CD4023 相应的输出端经三级管的编码输出到数码显示器使其显示当前按下的按钮组。从数码显示器的 b 笔段引出一个公共的信号给三级管的反向接到开关的控制端，禁止抢答。把 CD4043 的四个 CR 清零接在一起，接个电阻到地，并接一个开关到电源，按动此开关则输出清零。电路进入下一次抢答准备。本电路采取方案三！四、设计原理和电路图如下1：抢答电路该电路的根本任务是准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可用触发器和锁存器等。 在得到
6、第一信号后应立即将电路的输入封锁， 即使其他组再次发出抢答信号也无效。 同时还必须注意， 第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。当电路形成第一抢答信号之后， 用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二级管直接指示出组别 （这里我们采用 LED 数码管显示）。同时用第一抢答信号控制一个音乐芯片工作， 使其推动扬声器发出声响， 表示该题抢答有效。本电路用一个 CD4043RS 触发器和 LED 数码管显示器组成，可以将四位抢答者的按钮通过译码，驱动 LED 数码管显示器显示出他们最先抢答者的序号。而时序控制电路的功能是当参赛选手按动抢答器时， 使音乐芯片工作扬声器发声，
7、 这时抢答电路和定时电路停止工作。-3-3AR18S1S2S3S4RRES2Q5S3S4S5S6S7D1D2DS10SW-PB SW-PBSW-PBSW-PBSW-PB2bDPYNPN1D33caDIODEDIODE6ffg b6D4715U1GNDDIODE5geeccd4043D51R3ad32DIODE4LEDgnCNdQ07CR0ERES2D6V R111DIODECRYSTALR215RES2R31R8DIODEQ34S0D76S1R7D8Q19DIODE12S2RES2DIODE14DD10D9S3R6NQ210GRES2D11IODEDIODER9R10R11R12 R138RE
8、S2 RES2RES2 RES2RES2RES2R19DIODEb抢答电路按R进入抢答状态此B点时为，低电平A点，为高电平按S1-S4抢答后B，点为高电平A点，为低电平B输入高电平后停止抢答（为控制用）。（2）倒计时电路该电路的采用 CD40110 做为个位数计时，它是一个十进制加减法译码显示计数器。十位数采用 CD40192 可预置加减法 BCD 计数器，输出经七段 LED 译码器 CD4511 使数码显示器工作。在 CD40192 的可预置端用两个单刀双掷开关控制，实现时间 10 秒、 20 秒、 30 秒可调的功能。-4-4A?A?*DPYDPYaafbfbggececddLEDgnLEDgnabcdefgabcdefgVCCR?RES2GND高电平复位12345673210541111911U21 6A B CD E FGVCCGND34511LT4BILEA BC D7126326701231 3-TCDOOOO
