数字电路课程设计抢答器 2.docx

数字电路课程设计抢答器 2.docx

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数字电路课程设计抢答器2

四川航天职业技术学院

电子工程系课程设计

专业名称：

电子信息工程技术

课程名称：

数字电子技术课程设计

课题名称：

数字抢答器

设计人员：

杜洁

指导教师：

简元金

2012年12月28日

《数字抢答器》任务书

一、课题名称：

数字抢答器

二、技术指标：

（1）有4路抢答。

（2）数字显示抢答组别。

（3）由主持人复位后方可抢答。

（4）声音提示已有人抢答。

三、要求：

1．画出总体设计框图，以说明数字抢答器有哪些相对独立的功能模块

组成，标出各个模块之间的联系、变化，并以文字对原理作辅助说明。

2．设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。

选择合适的元器件，接

线验证、调试各个功能模块的电路，在接线验证时设计、选择合适的输

入信号和输出方式，在充分电路正确性同时，输入信号和输出方式要便于电路的测试和故障排除。

3．在验证各个功能模块基础上，对整个电路的元器件和步线，进行合理的布局，进行整个电路的调试。

指导教师：

简元金

学生：

杜洁

电子工程系

2012年12月28日

课程设计报告书评阅页

课题名称：

数字抢答器

班级：

G11电子信息工程技术

姓名：

杜洁

2012年12月28日

指导教师评语：

考核成绩：

指导教师签名：

2013年月日

摘要

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；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。

通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，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。

系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。

抢答器开始时数码管显示序号0，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。

抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响。

，并且不出现其他抢答者的序号。

抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间有主持人设定，本抢答器的时间设定为60秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计时，同时音乐盒有短暂的声响。

设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器停止工作，显示器上显示选手的号码和抢答时间。

并保持到主持人按复位键。

当设定的时间到，而无人抢答时，本次抢答无效，扬声器报警发出声音，并禁止抢答。

定时器上显示00。

关键字：

抢答电路定时电路报警电路

Abstract

Digitalviestoanswerfirstdevicebythesubjectcircuitandextensioncircuitcomposition.Prioritycodingcircuit,latch,decodingcircuitwillbetheteam'sinputsignalinthedisplayoutput;Withthecontrolcircuitandthehostswitchalarmcircuit,theabovetwopartsmaincircuit.Throughthetimingcircuitanddecodingcircuitwillbesecondpulsesignalinthedisplayoutputachievetimingfunction,constituteextendedcircuit.Afterwiring,welding,commissioningworkdigitalresponderforming.

SystemSettingsresetbutton,press,restartviestoanswerfirst.Atthebeginningoftheresponderdigitaltubedisplaynumber0,contestantviestoanswerfirsttheimplementationfirstlocktosave,firstviestoanswerfirstcontestant'sNumberskeeptothedirectorthesystemeliminationupto.Afterthefirstviestoanswerfirstviestoanswerfirstshowtheserialnumber,andatthesametime,asound.Anddon'tappearotherviestoanswerfirstpersonserialnumber.

Thereisatimeviestoanswerfirstviestoanswerfirstinstrumentsfunction,andaviestoanswerfirsttimehavehostsetting,theresponder'stimesettingforsixtyseconds,whenthehoststart"start"switch,thetimerbegantoreducethetime,atthesametimemusicboxwiththeshortsound.

Asetofviestoanswerfirsttime,playerscanviestoanswerfirst,thenthetimerstopwork,onthemonitordemonstratedcontestantnumberandviestoanswerfirsttime.Andkeeptothehostpresstheresetbutton.

Whenthesettingtime,andnocontest,thiscontestnullandvoid,speakeralarmsound,andbannedviestoanswerfirst.Timerdisplayed00.

Keywords:

viestoanswerfirstcircuittimingcircuitalarmcircuit

目录

一、概述………………………………………………………………………

二、方案比较…………………………………………………………………

2.1方案一………………………………………………………………………

2.2方案二………………………………………………………………………

2.3方案比较……………………………………………………………………

三、基本原理…………………………………………………………………

四、设计过程…………………………………………………………………

4.1工作原理……………………………………………………………………

4.2仿真分析……………………………………………………………………

4.2.1数显抢答器的仿真电原理图…………………………………………

4.2.2数显抢答器的仿真过程………………………………………………

五、组装与调试………………………………………………………………

六、元器件清单………………………………………………………………

七、总结………………………………………………………………………

八、参考文献…………………………………………………………………

附录一……………………………………………………………………………

附录二……………………………………………………………………………

附录三……………………………………………………………………………

一、概述

数字电子技术是生活中不可缺少的，它的应用十分广泛，它已广泛应用于数字通信、自动控制、数字测量仪表、家用电器等各个领域。

特别是在数字电路基础上发展起来的电子计算机，已进入现代社会的各个领域，不仅在高科技研究领域，而且在生产、管理、教育、服务行业甚至家庭中都得到了广泛的应用，它标志着电子技术的发展进入了一个新的阶段。

另外，数字式移动电话、数字式高清晰度电视以及数码照相机等也是数字电路发展的产物。

数字抢答器的电路有各种各样的，有的很简单，也有比较复杂的,比如用发光二极管或用双向晶闸管控制的灯泡指示抢答组别的电路可以做的很简单，如果用数字显示抢答组别，电路会相对复杂一些.现在的抢答器形式又有了新的变化,比如用单片机控制的,还有八路数显，有的还有时间的控制和成绩计分显示等.这里介绍的就是用数字显示抢答器组别的抢答器。

数字抢答器就是利用数字电子技术实现的。

主要为了实现抢答、定时、报警功能。

其电路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；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。

通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。

二、方案比较

七段显示器

为了满足设计的要求：

①有4路抢答。

②数字显示抢答组别。

③由主持人复位后方可抢答。

④声音提示有人抢答。

根据数显抢答器的组成框图（如下图）。

设计两种方案：

2.1方案一

主要是利用8～3线优先级编码器74LS148、七段译码驱动器74LS48、R-S锁存器74LS279、双时钟方式的十进制可逆计数器74LS192、NE555定时器、2输入四与非门集成电路74LS00以及LED数码管等构成的数字抢答器。

其工作原理为：

接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。

定时器倒计时，扬声器给出声响提示。

选手在规定时间内抢答时，抢答器完成：

优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。

当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。

如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。

2.2方案二

此方案使用了4个D触发器代替了JK触发器来实现用户选手的信号输入和电路的锁存，使一个用户选手输入信号后其他选手输入信号不再有效。

先按下复位按钮，直接置零端有效，各触发器输出全位低电平，二极管VD1，VD2，VD3，VD4截止，CD4511的DCBA输入全为低电平，4072四输入端或门输出为低电平，4511的第4脚为低电平且消隐输入，因此，数码管不显示任何数字。

此时，三极管截止，蜂鸣器不响，非门输出高电平，为抢答做好准备。

抢答开始后，假设第1组最先按下按钮开关S1，则O1=1，或门输出高电平，反相后为低电平，并送回到触发器按钮开关，此时若其他开关再按下，直接置“1”端SD=0，不能使触发器置高电平，所以触发器输出O2，O3，O4都为低电平，使得VD1导通，VD2,VD3,VD4截止，4511得DCBA输入为“0001”，或门输出得高电平使4511得第4脚失去消隐作用，数码管显示数字“1”。

同理，当S2最先按下时，4511得DCBA为“0010”，显示数字为“2”，当S3最先按下时，4511得DCBA为“0011”，显示数字为“4”。

有人抢答时，或门输出得高电平使三极管导通，蜂鸣器发出蜂鸣声，告知已有人抢答。

VD1,VD2和VD3,VD4在电路中起或门作用，从而使S3按下时，编成“0011”送给4511得DCBA输入端，可用CD4071四输入或门代替。

VD