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1、-毕 业 设 计论文题目：八路抢答器的设计与制作系 部：电子信息工程学院专业名称： 应用电子班 级： 114033 学 号： 01姓 名：高 敏 指导教师：王 琰完成时间：2014年5月 10日z.-八路抢答器的设计与制作摘 要：八路抢答器的设计方案有多种，如何进展方案的选择以及在八路抢答器设计的过程中所需要阐述的问题等等，这些都是值得思考的。本文我主要通过采用数字电路来实现八路抢答器的设计与制作，其最重要的就是它的功能、电路组成原理及设计思路。利用所学专业知识对其*些性能作一些改良设想。关键词：八路抢答器；抢答电路；定时电路；报警电路；时序控制Eight-wayResponderdesign
2、andproductionAbstract:EightResponderdesignTherearevariousoptions,andhowtoissueeightResponderdesignprocessrequiredsoforth,theseareworthconsidering.Inthispaper,ImainlyachievedthroughtheuseofdigitalcircuitseightResponderdesignandproduction,themostimportantisitsfunction,circuittheoryanddesignideas.Ihave
3、learnedtomakeuseofthee*pertiseofsomeimprovementsenvisionedsomeofitsproperties.Keywords:EightResponder;Respondercircuit;Timingcircuit;Alarmcircuit;Timingcontrolz.-目录1、前言11.1设计的目的与意义11.2设计的背景12、设计方案12.1方案一采用PLC12.2方案二采用单片机22.3方案三采用数字电路23、方案选择34、设计任务及系统功能简介34.1设计任务34.2设计的容44.3设计的主要问题44.4根本功能54.5扩展功能55、
4、实现的原理与电路55.1数字抢答器总体方框图55.2单元电路设计65.3抢答器电路原理图125.4仿真结果显示146、总体方案选择的论证147、在设计过程中发现的问题和所做的改良148、组装与调试158.1使用的主要仪器、仪表158.2电路调试159、所用元器件列表1674LS1921610、改良设想及建议18总结19致 20参考文献21附录22z.-1、前言1.1设计的目的与意义通过多种方案的选择,对本次抢答器的设计有了明确的思路，了解了抢答器的一些根本功能和电路的组成原理。对以前学的知识进展了复习，提高了自己的专业知识和技能,同时通过本次的设计，更加稳固了自己的理论知识，到达了理论与实践的
5、统一。 1.2设计的背景随着社会的开展，人们生活水平的提高。抢答器在我们生活中的运用也越来越多了。抢答器，顾名思义，就是参赛者们在竞赛的过程中进展抢答所使用的一种工具。在选手作答的过程中，抢答器对其进展相应的定时和计时。假设在规定的时间完成抢答，其计时完毕。假设在规定的时间未完成抢答，即抢答无效，这时抢答器的报警功能便实现。如何判定参赛者是否优先作答，当其按下抢答键时，从显示输出的指示灯就可以看出。如今大多数抢答器都是通过单片机或数字电路完成设计的，以数字化和智能化的开展和设计思路，也就意味着抢答器的普遍性和未来开展的趋势。2、设计方案2.1方案一采用PLC1.原理方框图方案一采用PLC原理如
6、图1所示。图1PLC原理图主要通过PLC进展控制输入和输出。当接通电源时，按下启动开关，电路实现互锁功能。2.2方案二采用单片机1、原理方框图方案二完成的功能如图2所示。图2单片机原理图主要是以单片机为核心进展电路的控制。接通电源，电路开场工作，把输入信号送往单片机，再通过单片机输出锁存到显示输出电路中，这是通过单片机控制实现的工作原理。反之，假设要把相应的在输出后显示出来，在其输出的过程中，需要经过单片机控制锁存，以防其他的输入信号。2.3方案三采用数字电路1、原理方框图方案三的总体框图如图3所示。图3数字电路原理图从图中可知抢答器的整个工作过程，有两种状态，非工作状态和工作状态。电源接通，
7、抢答器的开关置于“去除位置，电路不能正常工作。假设按下“开场按钮，这时抢答开场，蜂鸣器鸣叫，而随着时间的缩短，当规定抢答的时间到时，如果没有人进展抢答的话，系统将自动报警，则输入信号被锁存电路封锁，以防输入信号，即制止抢答。抢答器在特定的时间主要完成以下几项工作：1抢答者的编号显示问题；2需要注意的是当扬声器发出短暂声响提示时；3为了防止抢答情况的出现，故通过时序控制电路进展控制封锁；3、方案选择方案的选择如表一所示。方案比拟数字电路单片机PLC制作难度低一般一般实现难度一般低低价格低一般高电路原理简单一般一般设计难度简单高一般表1通过上表可以看出，数字电路的制作难度较低，比拟容易实现。并且价
8、格低，电路原理也比拟简单，所以我选择采用数字电路来完成设计。4、设计任务及系统功能简介4.1设计任务1从所有参赛的人中选出规定的人数并分别进展0-7的编号。2对已编号好的参赛人员进展短时的演练，模拟竞赛时的抢答场景，对抢答器的使用做好熟练工作。以便快速的完成整个竞赛并在竞赛中取得优异的成绩。3抢答器具有多种功能，对其每个功能的了解度，抢答器的使用程度如何。数据锁存和显示的功能是怎样实现的等等这些，参赛人员都需要有初步的了解。其次，就是抢答比赛开场时，对抢答器的整个使用要够熟练，以及在抢答过程中需要注意的一些细节和问题。4 参赛选手在竞赛的过程中，需要把握好抢答或作答规定的时间。最好是在规定的时
9、间完成整个抢答或作答。整个抢答的过程要知道，显示器上显示选手的编号，定时器停顿工作并保持到主持人将系统去除为止。5在抢答开场时，会规定好起始到整个抢答完毕的时间。假设在起始的时间，无人进展抢答，则本次抢答完毕，系统发出报警提示。定时显示器自动归零。6抢答器的另一功能，定时抢答的功能。利用抢答器这一功能，让主持人设置时间。当主持人按下开场键后，这时时间会慢慢缩短并从显示器上可以看出。这时参赛选手要尽快进展抢答，抢答一完毕，扬声器发出信号，输入电路被封锁，此时制止进展超时抢答，即使作答了也将视为无效。4.2设计的容本系统的抢答器采用了模块化的设计，被广泛应用在抢答竞赛中。抢答未开场时，把所有参赛的
10、选手分成多组，每组都有一个抢答的按钮。每个选手的抢答和答复时间都可以进展时间设置，有“复位键、“开场键和“完毕键。简单来说，就是我们可以设置两个时间，一个是抢答时间，一个是作答时间。抢答时间设置到10s，作答时间设置到20s。上述时间的话可以通过按增键或减键进展修改，改正只要按下确定就可以了。抢答开场时，只要一按下开场键，这时选手便可以开场进展抢答，如何知道哪位选手优先抢答及抢答的时间，则可以通过在数码显示屏上看到，当时间快到最后5s时，扬声器自动产生提示。数字电路设计的抢答器电路连接简单，性能高，抗干扰能力强。因此这次的设计，对我来说很有意义。4.3设计的主要问题在抢答器的设计过程中存在着许
11、多的问题，并且也有许多的缺乏之处需要进展改良和研究。无论任何设备都有其优点和缺点，抢答器也不例外。它的频率较低，可靠性低，制作也较复杂。一个单位用到抢答器的话往往是在单位进展知识等各项竞赛时，但一般用到的次数会比拟少，每年就则几次。而且抢答器的长期存放也会导致电子元器件的损坏，则需要再次购置新的，比拟麻烦。目前大多数的抢答器都存在缺点，由于连接线太多较复杂。现场每个选手都会站在不同的位置，每个位置与控制台之间是要通过线连接着的。选手多，线多，可想而知，这不仅影响了现场的美观，也影响了抢答器的可靠性，甚至影响了人员的走动，增加了安装的难度。当识别选手抢按时，会导致选手易出现抢按成功的现象。这是由
12、于采用简单的逻辑电路扫描技术，其电路的延迟时间较大。4.4根本功能1从所有参赛的人中选出规定的人数并分别进展0-7的编号。2对已编号好的参赛人员短时的演练，模拟竞赛的抢答场景，对抢答器的使用熟练工作。以便快速的完成整个竞赛并在竞赛中取得优异的成绩。3抢答器具有多种功能，对其每个功能的了解度，抢答器的使用程度如何。数据锁存和显示的功能是怎样实现的等等这些，参赛人员都需要有初步的了解。其次，就是抢答比赛开场时，对抢答器的整个使用要够熟练，以及在抢答过程中需要注意的一些细节和问题。4.5扩展功能1 参赛选手在竞赛的过程中，需要把握好抢答或作答规定的时间。最好是在规定的时间完成整个抢答或作答。整个抢答
13、的过程要知道，显示器上显示选手的编号，定时器停顿工作并保持到主持人将系统去除为止。2在抢答开场时，会规定好起始到整个抢答完毕的时间。假设在起始的时间，无人进展抢答，则本次抢答完毕，系统发出报警提示。定时显示器自动归零。3抢答器的另一功能，定时抢答的功能。利用抢答器这一功能，让主持人设置时间。当主持人按下开场键后，这时时间会慢慢缩短并从显示器上可以看出。这时参赛选手要尽快进展抢答，抢答一完毕，扬声器发出信号，输入电路被封锁，此时制止进展超时抢答，即使作答了也将视为无效。5、实现的原理与电路5.1数字抢答器总体方框图如图4所示为总体方框图。图4 总体框图其原理为：电源接通，抢答器的开关置于“去除位
14、置，电路不能正常工作。假设按下“开场按钮，这时抢答开场，蜂鸣器鸣叫，而随着时间的缩短，当规定抢答的时间到时，如果没有人进展抢答的话，系统将自动报警，则输入信号被锁存电路封锁，以防输入信号，即制止抢答。5.2单元电路设计52.1抢答器电路设计电路如图5所示。图5抢答器设计原理图该电路主要完成两个功能：一是分辨出先后顺序，并锁存编号，同时输出译码器显示输出编号七段数字数码显示管；二是防止其他选手按键。其电路的工作原理过程：当开关S置于去除端时，RS触发器的 R非端都为0，4个触发器输出也全部置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，此时锁存电路不工作。当开关S置于开
15、场时，74LS148和RS锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号，输出显示。74LS148仍处于制止状态，封锁了其他按键的输入。这保证了抢答者的优先性，二次按键时输入信号被封锁。如进展再次抢答的话需将开关重新置于“去除端，完毕本轮的抢答。其功能表如表2所示。表2 74LS148的功能真值表5.2.2定时电路该电路的设计框图如图6所示。图6 定时电路图它是由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。74LS192的预置数控制端实现预置数，要想设定一次抢答的时间的话，我们可以根据抢答题的难易程度，来设定*一次抢答的时间，由秒脉冲电路提供计数器的时钟脉冲。当按键弹起后，此时计数器开场进展减法计
