抢答器课程设计文档格式.docx
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（1）具体设计任务：
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，设置一个系统清除开关，该开关由主持人控制。
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。
（2）输入要求：
采用5V直流电源进行供电。
（3）输出要求：
根据本抢答器适用范围以及各器件要求进行设计加入适当限流分压电阻进行调节。
（4）实际电路所能完成的功能：
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>
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。
（5）理论电路所能完成的功能：
设计制作一个可容纳八位参赛者的智力抢答器，每人设置一个抢答按钮供抢答者使用。
电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。
在主持人交系统复位并发出抢答指令后，若抢答开关，则该人指示灯亮并用组别显示电路显示抢答者的组别，同时扬声器发出“嘀嘟”的双音音响，且持续2~3秒。
此时，电路应具备自锁功能，使别人的抢答开关不起作用。
3>
设置计时电路。
每次开始时预置成10S，主持人发出抢答指令后10S内无人抢答自动关闭抢答开关。
2.2电路原理图
系统流程图
开关阵列图
电路原理图
电路中芯片介绍如下：
（1）74LS148芯片
74LS148优先编码器管脚功能介绍:
为16脚的集成芯片，电源是VCC（16）GND（8）,I0—I7为输入信号，A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码输出端。
它允许同时输入两个以上编码信号，不过在设计优先编码器时已经将所有的输入信号按优先顺序排了队，当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。
输入
输出
EI
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
A2
A1
A0
GS
EO
1
x
优先编码器74LS148功能表
从以上的的功能表中可以得出，74LS148输入端优先级别的次序依次为I7，I6，…，I0。
当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时，输出端才输出相应该输入端的代码。
（2）74LS74A芯片
74LS74A是一个边沿触发器数字电路器件，每个器件中包含两个相同的、相互独立的边沿触发D触发器电路。
74LS74A芯片外部引脚图
Sd
Rd
CP
D
Q
L
H
X
不定
↑
74LS74A功能表
74LS74A芯片内部引脚图
（3）CD4511芯片
cd4511是常用的七段数码管显示译码芯片，他的驱动能力强稳定性高，在单片机系中得到了广泛的应用。
主要功能：
BCD锁存,七段译码,驱动器等。
cd4511管脚图
cd4511管脚功能介绍如下：
LE：
锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。
LE=1时译码器是锁定保持状态，cd4511输出被保持在LE=0时的数值。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g：
为译码输出端，输出为高电平1有效。
BI：
4脚是消隐输入控制端，当BI=0时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。
LT：
3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0时，译码输出全为1，不管输入DCBA状态如何，七段均发亮，显示“8”。
它主要用来检测数码管是否正常。
输入
输出
LE
BI
LI
C
B
A
a
b
c
d
e
f
g
显示
8
消隐
2
3
4
5
6
7
9
锁存
锁存
CD4511真值表
（4）七段数码管
实物图
七段数码管按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极（COM）的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮；
当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮，即把所有LED的阳极连接到共同接点com，而每个LED的阴极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp（小数点）。
共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（COM）的数码管，而每个LED的阳极分别为a、b、c、d、e、f、g及dp，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
七段数码管管脚图
2.3运行描述
接通电源后，主持人按下按键开始抢答，最先按下按键的抢答者的号码会在LED上显示，其它抢答者再次抢答无效，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止，主持人再次按下按键开始下一轮抢答。
2.4制作调试过程
在焊接电路前要对整个电路的总体设计有个相当精准的了解，根据各个器件的引脚来决定各个元件的摆放位置，方便焊接时走线，在焊接过程中要尽量使焊点饱满，在焊接密集的区域要注意不要连焊，我们第一次调试未成功的的原因就是有一个引脚焊接错误和一个焊点的虚焊造成的，在我组同学的共同努力下发现了错误并顺利完成了本次设计。
2.5器件清单
器件名称
参数
个数
SN74LS148
无
1
SN74LS74
2
4511
LED
共阴极
发光二极管
点触式按键
两端四角
9
10KΩ电阻
10K
1KΩ电阻
1K
8
板子
导线
绿棕黑三色导线
若干
三、课程设计总结或结论
在这次设计中，我花了不少的时间来查阅各个器件的引脚功能，在小组同学的协力合作下完成电路结构的设计，开始由天电路设计有缺陷和芯片摆放位置不当，导致电路板焊接多次修改，浪费了很多时间，但其中有苦也有甜。
苦的是我付出了不少的汗水，乐的是在付出的过程中我得到了许多，也学会了许多，对芯片的功能和引脚的作用有了更加深入的了解。
因为一个人的能力毕竟有限，在设计方面难免会出现这样那样的错误，但正是这些错误促进了我的进步。
根据电路的特点，我将此项设计任务分成若干模块，规定每一模块的功能和各模块之间的接口，然后再将各模块合起来联试，这培养了我们合作的精神，同时加深了层次化设计的概念。
在这次课程设计中，我真正体会到了课上知识的重要性。
在设计的过程中，遇到问题我会先独立思考，到自己不能解决的时候我就会和同学讨论，实在解决不了就查阅图书，应该说从功能的实现到流程图的绘制，从电路的设计到焊接完成，从电路板的调试到实验报告的写作，其间每一个过程都凝聚着大家对我的帮助。
最后，在设计的过程中我加深了对程序设计方法的了解，进一步了解了设计的步骤，进一步加深了对《电子应用系统》这门课的理解，增强了以后学习的兴趣，为以后的工作积累了一定的经验，感谢谢老师给我们提供这次设计的机会。
四、参考文献
[1]沈明山. EDA技术及可编程器件应用实训. 科学出版社
[2]曾繁泰，陈美金. VHDL程序设计. 北京：
清华大学出版社
[3]谭会生，张昌凡. EDA技术及应用. 西安：
西安电子科技大学出版社
[4]李国丽，朱维勇. EDA与数字系统设计. 北京：
机械工业出版社
程设计
评语
课程设计
成绩
指导教师
（签字）
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