八路抢答器的设计与制作.docx
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八路抢答器的设计与制作
电子课程设计论文
八路抢答器的设计与制作
8路抢答器目录
摘要 关键词2
第一章设计任务与要求3
第三章选择器件4
摘要关键词
抢答器是竞赛、文体娱乐活动（抢答活动）中，能准确、公正、直观地判断出抢答者的机器。
它可以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。
为大家提供了方便。
通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。
抢答器随着电子技术的发展，数字电路产品在生活中有着极其广泛的应用，包括计算机、数字通信、智能仪器仪表、自动控制及航天等领域中。
这些给人们的生活，工作等方面带来了极大的方便，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。
关键词：
八路，抢答，报警；
74LS148，74LS279，LM555，七段数码管
第一章．设计任务与要求
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。
设置一个系统清除和抢答控制开关S，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LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。
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。
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。
扩展电路在抢答电路中利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，并且扬声器发出警报声，当选手问答完成后，主持人将系统恢复至零。
经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。
第二章．总体框图
2.1电路功能
八路抢答器的总体框图如图1所示，电路主要完成基本的抢答功能，即开始抢答前，当有选手按动抢答键时，能显示出选手的编号，同时能封锁输入电路。
开始抢答后，提前抢答的电路由主持人清零，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。
并且报警器发出报警声。
八路抢答器设计框图
2.2电路工作过程
该定时抢答器的工作过程是：
接通电源后，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，当选手按动抢答键时，抢答器要完成以下三项工作：
第一，编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；第二，扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；第三，控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答。
当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到原先工作状态，以便进行下一轮抢答。
第三章.选择器件
3.18线-3线优先编码器74LS148
逻辑符号：
逻辑框图：
逻辑功能表：
逻辑功能:
74LS148是8线-3线优先编码器，该编码器的输入和输出都是低电平有效，具有八个输入端、三个输出端，当多个输入有效时，对最大输入数字进行优先编码；输入端EI是片选端，当EI=0时，编码器输出编码，否则输出全是高电平：
输出端Gs是输出片选端，当有有效数字输入时Gs=0表示编码器正常工作，正在输出编码；输出端Eo常用于编码器级联。
3.2非门74LS04
逻辑符号：
逻辑框图：
逻辑功能：
1.3LM555
逻辑符号：
逻辑功能表：
RST
TH
TR
OUT
0
X
X
0
1
>2/3VCC
>1/3VCC
0
1
<2/3VCC
>1/3VCC
不变
1
<2/3VCC
<1/3VCC
1
1
>2/3VCC
<1/3VCC
1
逻辑功能：
LM555时基电路内部由分压器、比较器、触发器、输出管和放电管等组成，是模拟电路和数字电路的混合体。
其中6脚为阀值端（TH），是上比较器的输入。
2脚为触发端（TR），是下比较器的输入。
3脚为输出端（OUT），有0和1两种状态，它的状态由输入端所加的电平决定。
7脚为放电端（DIS），是内部放电管的输出，它有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定。
4脚为复位端（R），叫上低电平（<0.3V）时可使输出端为低电平。
5脚为控制电压端（CV），可以用它来改变上下触发电平值。
8脚为电源（VCC），1脚为地（GND）。
一般可以把LM555电路等效成一个大放电开关的R-S触发器。
这个特殊的触发器有两个输入端：
阀值端（TH）可看成是置零端R，要求高电平；触发端（TR）可看成是置位端S，低电平有效。
它只有一个输出端OUT，OUT可等效成触发器的Q端。
放电端（DIS）可看成由内部放电开关控制的一个接点，放电开关由触发器的反Q端控制：
反Q=1时DIS端接地；反Q=0时DIS端悬空。
此外这个触发器还有复位端R，控制电压端CV，电源端VCC和接地端GND。
这个特殊的R-S触发器有两个特点：
（1）两个输入端的触发电平要求一高一低：
置零端R即阀值端TH要求高电平，而置位端S即触发端TR则要求低电平。
（2）两个输入端的触发电平，也就是使它们翻转的阀值电压值也不同，当CV端不接控制电压是，对TH（R）端来讲，>2/3VCC是高电平1，<2/3VCC是低电平0；而对TR（S）端来讲，>1/3VCC是高电平1，<1/3VCC是低电平0。
如果在控制端CV加上控制电压VC，这时上触发电平就变成VC值，而下触发电平则变成1/2VC。
改变控制端的控制电压值可以改变上下触发电平值。
内部原理图：
3.474LS00介绍
逻辑符号：
内部原理图：
逻辑功能表：
1.474LS279
逻辑符号：
逻辑功能：
279为四个/R-/S锁存器，
四个锁存器中有2个具有2个置位端（/SA,/SB）。
当/S为低电平，/R为高电平时，输出端Q为高电平。
当/S为高电平，/R
为低电平时，Q为低电平。
当/S和/R均为高电平时，Q被锁存在已建立的电平。
当/S和/R均为低电平时，Q为不稳定的高电平状态。
对/SA和/SB，/S的低电平表示/SA和/SB只要有一个为低电平，/S的高电平表
示/SA和/SB均为高电平。
引出端符号：
1Q~4Q输出端
/1S~/4S置位端（低电平有效）
/1R~/4R复位端（低电平有效）
逻辑图：
真值表：
第四章．功能模块
4.1抢答器（设选手为1~8分别与数码管0~7相对应）
该抢答电路主要由8线-3线优先编码器、双上升沿D触发器74LS279和集成数码管DCD_HEX组成，器件之间的连接关系如下电路原理图所示：
电路原理图：
74LS148抢答电路的逻辑功能有两个：
一个是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是当有选手抢答后，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。
当主持人控制开关处于关闭状态时，74LS279的RS触发器的R端为低电平，输出端全部为低电平。
74LS148的选通输入端EI=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路74LS279不工作。
等待输入端J7～J0输入信号，当有选手将键按下时（如按下J5），74LSl48的输出Y2Y1Y0=010，GS=0，经RS锁存器后，1Q=l，BI=1，74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经74LS148译码后，显示器显示出“5”。
此外，1Q=1，使74LSl48的EI端为高电平，74LSl48处于禁止工作状态，封锁了其它按键的输入。
当按下的键松开后，74lsl48的为GS为高电平，但由于1Q维持高电平不变，所以74LSl48仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号不会被接收。
这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
此时74LS148和74LS279都处于禁止状态。
当主持人开关拨到“开始”位置时，提前抢答电路显示的编号自动清零，74LS148和74LS279同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。
4.2报警器
由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。
其中555构成多谐振荡器，其输出信号经三极管推动扬声器。
PR为控制信号，当PR为低电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。
第五章 总体设计电路
工作过程：
主持人闭合开关，选手抢答，通过74LS148优先译码器输出优先抢答的数字，并由74LS279将其锁存，避免其他选手抢答，在由LED数码管记录抢答者的编号，同时经过LM555使二极管发光，并持续一段时间后自动熄灭。
一次抢答结束，再由主持人闭合开关，将74LS279清零，即可以重新抢答。
课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。
下面我对整个课程设计的过程做一下简单的总结。
第一，接到任务以后进行选题。
选题是设计的开端，选择恰当的、感兴趣的题目，这对于整个毕业设计是否能够顺利进行关系极大。
好比走路，这开始的第一步是具有决定意义的，第一步迈向何方，需要慎重考虑。
否则，就可能走许多弯路、费许多周折，甚至南辕北辙，难以到达目的地。
因此，选；题时一定要考虑好了。
第二，题目确定后就是找资料了。
查资料是做毕业设计的前期准备工作，好的开端就相当于成功了一半，到图书馆、书店、资料室去虽说是比较原始的方式，但也有可取之处的。
总之，不管通过哪种方式查的资料都是有利用价值的，要一一记录下来以备后用。
第三，通过上面的过程，已经积累了不少资料，对所选的题目也大概有了一些了解，这一步就是在这样一个基础上，综合已有的资料来更透彻的分析题目。
第四，有了研究方向，就应该动手实现了。
其实以前的三步都是为这一步作的铺垫。
通过这次设计，我对数字电路设计中的逻辑关系等有了一定的认识，对以前学的数字电路又有了一定的新认识，温习了以前学的知识，就像人们常说的温故而知新嘛，但在设计的过程中，遇到了很多的问题，有一些知识都已经不太清楚了，但是通过一些资料又重新的温习了一下数字电路部分的内容。
在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
在此要感谢我的指导老师，感谢老师给我这样的机会锻炼。
在整个毕业设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。
而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。
虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。
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