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1、 课 程 设 计题目：智能抢答器的设计与制作 姓 名 学 号 系（院）电子电气工程学院 班 级 P11电气三班 指导教师_ 职 称_二O一三年 三 月 日目录摘要 1第1章 课程设计目的 31.1 抢答器的特点及应用 31.2 设计任务 31.3 主要参考器件 41.4 主要芯片介绍 4 1.4.1优先编码器 74LS148 51.4.2计数器74LS192 6第2章 系统设计原理和方案分析 62.1 电路组成原理 62.2 设计思路 72.3 设计方案 7第3章 硬件电路设计和仿真 83.1倒计时模块 83.1.1秒时钟 83.1.2 计数器 93.1.3 数码管驱动显示电路 93.2 抢答
2、设计模块 103.3 总电路图仿真 11第4章 硬件调试过程及解决方法 12第5章 总结 13参考文献 132 摘要随着电子技术的发展，它在各个领域的应用也越来越广泛。人们对它的认识也逐步加深。人们也利用了电子技术以及相关的知识解决了一些实际问题。如： 智能抢答器的设计与制作。抢答器是竞赛问题中一种常用的必备装置，从原理上讲，它是一种典型的数字电路。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；主持人按开始按钮示意开始，以上两部分组成主体电路。通过定时电路实现计时功能，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。在抢答电路中利
3、用一个优先编码器译出最先抢到答题权的选手的编号并经LED 显示器显示出来，同时还要封锁电路以防其他选手再抢答。当选手答题完成后，主持人将系统恢复至零。关键词：抢答,计时,锁存AbstractWith the development of electronic technology,its applications in various fields aremore andmore widely.Peoplealso gradually deepening understanding of it.It is also the use of electronictechnology and rel
4、ated knowledge to solvesome practical problems.Such as:smart Responder design and production.Responder isa common essentialdevicecontest problems,from the principle of speaking,itis a typical digital circuit.Digital answering deviceextended from the main circuit and thecircuit.Inputsignal priorityco
5、ding circuit,latch,decoder circuit will be theteamin the display output;hostpress the start buttontostart,abovethe main circuit composed of two parts.Through the timing circuitto realizethe function of timing,expansion circuit.After wiring,welding,debuggingwork forming digital answering device.Inans
6、wer circuitusingapriority encodercan translate theanswerrightto grabthe number of playersand theLEDdisplay,but also tothe blockadeto prevent otherplayersthenanswercircuit.When a contestantansweris completed,the host systemreturn tozero.Keywords: answer,timing,latch第1章 课程设计目的1.1计时器的特点及应用在现在社会竞争日益激烈，选
7、拔人才，评选优胜，知识竞赛之类的活动愈加频繁，那么也就必然离不开抢答器。而现在的抢答器有着数字化，智能化的方向发展， 这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多，操作简单，经济实用的小型抢答器必将大有市场。本抢答器通过十分巧妙的设计仅用两块数字芯片便实现了数显抢答的功能，与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰，成本低、制作方便等优点，并且还有防作弊功能。因此，我们制作了这款简易四路抢答器屏弃了成本高，体积大，而且操作复杂。我们采用了数字显示器直接指示，自动锁存显示结果，并自动复位的设计思想，因而本抢答器具有显示直观，不需要人干预的特点。而且在显示时抢答器会发出叮咚声使
8、效果更为生动。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。1.2 设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器.4名选手编号为；1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，相应二极管发光，改选手编号立即锁存，并在编号显示器上显示该编号，同时封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后
9、，要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答，抢答有效，同时定时器停止倒计时，编号显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。如果定时抢答时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。 1.3 主要参考器件表1 使用器件序号器件名称数量备注174LS279D1D触发器274LS192D1同步减法计数器3555定时器1连接成多谐振荡与秒时钟脉冲474LS08D1与门574LS00D1与非门674LS48D2七段显示译码器774LS148D18 线3 线优先编码器
10、8开关按钮19抢答按钮410BCD七段显示器2共阴极11电容312电阻71.4主要芯片介绍 1.4.1 优先编码器 74LS14874LS148为8线3线优先编码器，芯片功能图如图2所示。图2 74LS148管脚图 表3 74LS148 8线3线二进制编码器真值表74LS148工作原理如下： 该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端。此外，电路还设置了输入使能端EI，输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。 当EI=0时，编码器工作；而当EI=1时，则不论8个输入端为何种状态，3个输出端均为高电平，且优先标志端和输出使能端均为高电平，编码器处于非工作状态。这种情况被称为输入低电平有效，输
11、出也为低电来有效的情况。当EI为0，且至少有一个输入端有编码请求信号（逻辑0）时，优先编码工作状态标志GS为0。表明编码器处于工作状态，否则为1。由功能表可知，在8个输入端均无低电平输入信号和只有输入0端（优先级别最低位）有低电平输入时，A2A1A0均为111，出现了输入条件不同而输出代码相同的情况，这可由GS的状态加以区别，当GS1时，表示8个输入端均无低电平输入，此时A2A1A0=111为非编码输出；GS0时，A2A1A0=111表示响应输入0端为低电平时的输出代码（编码输出）。EO只有在EI为0，且所有输入端都为1时，输出为0，它可与另一片同样器件的EI连接，以便组成更多输入端的优先编码
12、器。 从功能表不难看出，输入优先级别的次为7，6，0。输入有效信号为低电平，当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端无低电平输入时，输出端才输出相对应的输入端的代码。例如5为0。且优先级别比它高的输入6和输入7均为1时，输出代码为010，这就是优先编码器的工作原理1.4.2 计数器74LS19274LS192具有下述功能： 异步清零：CR=1，Q3Q2Q1Q0=0000 异步置数：CR=0，LD=0，Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0保持： CR=0，LD=1，CPU=CPD=1,Q3Q2Q1Q0保持原态 加计数：CR=0, LD=1，CPU=CP，CPD=1，Q3Q2Q1Q0按加法规律计数 减计数：CR=0, LD=1，CPU=1，CPD= CP，Q3Q2Q1Q0按减法规律计数74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。 CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。LD为预置输入控制端，异步预置。 CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。 CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出 BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。2图4 74LS192管脚引线图第2章 系统设计原理和方案分析2.1 电路组成原理基于这个设计的上述要求，根据功能要求，须设计有抢答电路、译码显示电路、主持人控制电路、定时电路，各个电路都
