八路抢答器.docx

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八路抢答器

XX大学

课程设计报告 

课程名称：

     数字电路课程设计

设计题目：

     八路抢答器

院 （部）：

   信息系

专    业：

电子信息工程

学生姓名:

    XXX

学    号:

 12345678

指导教师:

XX

第一章

一、引言

进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，例如企业、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。

过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。

人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。

因此，为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器，从最初的简单抢答按钮，到后来的显示选手号的抢答器，再到现在的数显抢答器，其功能在一天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答，还兼具报警，计分显示等等功能，有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈，也使比赛更突显其公平公正的原则。

今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。

但这种电路不易于扩展，而且当有更高要求是就无法实现，例如参赛人数的增加。

随着数字电路的发展，数字抢答器诞生了，它易于扩展，可靠性好，集成度高，而且费用低，功能更加多样化，是一种高效能的产品。

而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件，或利用单片机技术进行设计，本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。

该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：

它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS175芯片实现对号码的锁存，采用74LS283实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能，采用CD4511驱动数码管显示。

二、主要设计要求

（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，扬声器发出声响提示，并在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。

第二章

1、电路设计和分析

1、74LS148逻辑功能表

74LS175逻辑功能表

2、芯片特性

74LS148是一片8-3译码器，其EO端只有处于可输入状态时为低，其他时刻都为高，利用此特点，可以控制74LS175进行锁存

74LS175四D触发器

74LS283全加器

CD4511共阴极数码管显示驱动

74LS30八输入与非门

555定时器

3、系统的组成及工作原理

3.2系统的工作原理：

抢答器的总体框图如下图3.2：

如图所示，当主持人按下按键后，显示器被清零，显示数值0，555开始工作。

当选手按下按键后，扬声器发出提示音，选手的编号会被锁存，其他选手将无法抢答。

4、设计思路

（1）用555构成多谐振荡器，作为蜂鸣器振荡信号

（2）74LS148进行编码，按下的一瞬间，74LS30由低变高，使与74LS175时钟端相连的与门由低电平变成高电平，产生一个上升沿，使74LS175读入由74LS148产生的选手编号与74LS148的EO端的高电平，EO端的高电平经过Q3后变为低，使与74LS175时钟端相连的与门输出一直为低电平，从而关闭与门，使锁存器进入所存状态，有键按下时，GS端会产生一个低电平使555产生振荡，从而使蜂鸣器产生提示音

（3）74LS283将锁存器的数据加一送至CD4511处驱动数码管显示，直到主持人按下清零键

（4）按下清零键后，74LS175的CR端会接受到一个低电平，74LS175进入初始状态，数码管显示0，与门重新打开

5、仿真实验电路图

第三章

1、实验结果分析

1、设计结果

该设计可以正确显示抢答选手编号并发出抢答成功提示音。

2、遇到的问题

第一位选手抢答成功后其他选手按下按键时，显示编号虽然不变但，蜂鸣器还会发出提示音。

3、解决方法

将74LS148的EI端接到74LS175的Q3，第一名选手按下后，Q3变成高电平，即EI为高，其他人再按74LS148不与响应。

第四章

1、设计优缺点

可以正确显示抢答选手编号并发出抢答成功提示音。

缺点是该设计比较简单，与实际应用中的抢答器相比功能不够完善。

2、课程总结

本次电子课程设计考查了同学对理论知识的掌握程度，更主要的是考查了同学对知识的综合运用以及创新设计思维能力，为今后的发展提供了一次良好的学习环境。

一开始还没有头绪，不会运用所学知识进行有效设计，但通过上网查阅各种类似的设计，去图书馆翻阅相关设计书籍，查阅所提供的芯片功能，确定基本设计方案，又通过仿真验证试验方案的可实行性，虽说比较烦杂但却对设计一个电路有了基本的经验。

同时也使自己认识到：

拿下每个课题能有一个非常清晰的设计思路是至关重要的。

只有对课题的充分理解，对各种器件的熟练掌握，勾画出基本的设计图是成功的关键，，必须多花时间在设计上才能为后续工作提供更扎实的基础。

翻阅各种资料，上网查询填补所需知识的空白是必要的。