八路竞赛抢答器.docx
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八路竞赛抢答器
《电子技术》
课程设计报告
报告题目：
八路竞赛抢答器
作者所在系部：
电子工程系
作者所在专业：
自动化
作者所在班级：
作者姓名：
作者学号：
指导教师姓名：
完成时间：
2010年6月21日
课程设计任务书
课题名称
八路竞赛抢答器
完成时间
指导教师
毕亚军
职称
学生姓名
王青山
班级
B08223
总体设计要求和技术要点
设计一个八路智力竞赛抢答器，要求如下：
（1）抢答器能同时提供8名选手或代表队使用，分别由按钮S0~S7表示。
（2）设置一个系统清除和抢答控制开关，由主持人控制。
（3）具有锁存显示功能即选手按动按钮锁存相应的编号，在LED显示。
同时扬声器发生报警声响提示，选手与抢答实行优先锁存抢答的选手的编号，一直保持到主持人将系统清除为止。
（4）抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答时间由主持人设定（如30秒）。
当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发生短暂声响，声响持续时间秒左右。
（5）参赛选手在设定时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人将系统清除为止。
（6）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
工作内容及时间进度安排
第15周：
周1---周4立题论证方案设计
周5预答辩
第16周：
周1---周3仿真实验
周4---周5验收答辩
课程设计成果
1.与设计内容对应的软件程序及仿真结果
2.课程设计报告书
内容摘要
该课题设计的是一个八路竞赛抢答器，可供八名选手比赛。
多路竞赛抢答器是竞赛问题中一种常常利用的必备装置。
抢答器在接通电源后主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灯灭，按时器显示设按时刻；主持人将开关置“开始”状态，抢答器工作，按时器倒计时，扬声器给出提示声响。
选手在按不时刻内抢答时抢答器完成优先判断，编号锁存，编号显示，扬声器提示等进程。
一轮抢答以后按时器停止，禁止二次抢答，按时器显示剩余时刻。
若在规按时刻内无人抢答，则抢答无效，系统报警并禁止抢答。
若是再次抢答必需由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
关键字：
脉冲显示报警按键清零
一、概述…………………………………………………………………1
二、方案设计与论证……………………………………………………………1
三、单元电路设计与分析………………………………………………………2
1.抢答判别和显示电路……………………………………………………3
2.按时电路…………………………………………………………………4
3.报警电路…………………………………………………………………5
4.时序控制电路……………………………………………………………5
四、总原理图及元器件清单…………………………………………………7
五、结论…………………………………………………………………………8
六、心得体会……………………………………………………………………8
七、参考文献……………………………………………………………………8
一、概述
主持人控制按键按下后，产生高电平控制555产生秒脉冲输入到加法器74LS192中，计时器开始进行减计时工作。
同时，在按不时刻未到时，加法器借位输出端为高电平从而使74LS48处于正常工作状态，实现抢答电路和按时电路进入正常工作状态。
被选手们按动按键时RBO=0通过反向器LE端为高电平，封锁时钟信号，按时器处于维持工作状态；同时，74LS373锁存信号，74LS147编码信号在BCD显示器上显示选手编号。
当按时器时刻到的时候，74LS373禁止工作，禁止选手进行抢答。
同时，封锁时钟信号，使按时电路维持00状态不变，从而实现抢答时刻到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和按时电路停止工作的功能。
74121用于控制报警电路及发声时刻。
二、方案设计与论证
八路竞赛抢答器是竞赛问答中一种常见的必备装置，按照系统功能及技术要求，要完成以上逻辑功能的数字逻辑控制系统，至少应包括以下几个部份：
抢答判别和显示部份、按时部份、时序控制部份、报警部份。
各部份功能如下：
1判别和显示部份：
当即分辨出抢答者的编号，并进行锁存，然后由译码显示电路显示编号。
2按时部份：
由主持人设定并进行减计时，被选手回答完问题后由主持人操作控制开关，使系统回答到抢答状态以便进行下一轮抢答。
3时序控制部份：
要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次抢答；要控制报警电路，控制扬声器何时发作声响和响多长时刻；控制电路要使按时器停止工作，时刻显示器上显示剩余抢答时刻，并维持到主持人将系统清零为止。
4报警部份：
使扬声器发出短暂声响，提示主持人注意。
抢答器整体框图如下所示
抢答器的工作进程是：
接通电源后，节目主持人置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，按时显示器显示设定的时刻，当节目主持人宣布抢答节目后，发出“抢答开始”指令，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给作声响提示，抢答器处于工作状态，按时器计时。
当计不时刻到，却没有选手抢答时，系统报警，并锁存输入电路，禁止选手超时后抢答。
但选手在按不时刻内按动抢答器时，抢答器要完成以下四项工作。
1）第一把选手的编号锁存，然后优先编码电路当即分辨出抢答者的编号，然后由译码显示电路显示编号。
2）扬声器发出短暂声响，提示主持人注意。
3）控制电路要对输入电路进行封锁，避免其他选手进行抢答。
4）控制电路要使按时器停止个工作，时刻显示器显示剩余的抢答时刻，并维持到主持人系统清零为止。
被选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统恢复到禁止工作状态，以便进行下一轮的抢答。
三、单元电路与分析
八路竞赛抢答器由抢答判别和显示电路、按时电路、报警电路、时序控制电路组成。
从而实现各个要求功能。
具体设计如下：
1抢答判别和显示电路
抢答电路的功能有两个：
（1）分辨出选手按键的前后，并锁存优先抢答者的编号供显示译码器用。
（2）要使其他选手的按键操作无效。
抢答判别和显示电路图如图1所示，利用74LS373实现信号锁存，由74147对锁存信号进行编码，在由BCD显示器译码显示。
图1抢答判别和显示电路图
2按时电路
按时电路电路图如下所示，其工作原理是：
通过预置时刻电路对计数器进行预置（30s），计数器的时钟脉冲第一置于30S后由秒脉冲电路提供，可预置时刻的电路用十进制同步减法器74192进行设计，由BCD显示器显示时刻。
图2按时电路
3报警电路
报警电路电路图如图3所示，555组成多谐振荡器，R为控制信号，当R为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。
图3报警电路
4时序控制电路
时序控制电路是整个抢答器的设计关键，它要完成以下三项功能：
1）主持人控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和按时电路进入正常抢答工作状态。
2）当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和按时电路禁止工作。
3）当设定的抢答时刻到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和按时电路停止工作。
报警时序电路图如图4所示，抢答与按不时序控制电路图如图5所示
图4报警时序电路
图5抢答与按不时序电路
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图
图6总原理图
2．元器件清单
表一元器件清单
元器件
数量
元器件
数量
按钮
9
7SEG-COM-CAT-GRN
3
扬声器
1
SW-SPDT
1
555
2
CELL
3
74LS192
2
组合电阻
2
74121
2
电阻10K
9
7408
5
电阻25K
1
74LS30
1
电阻100K
1
7404
6
电阻15K
1
74LS48
3
电阻1K
1
74LS373
1
电容
2
74LS147
1
电容10u
2
五、结论
通过两周的尽力，通过理论设计和软件仿真，增强了我动手、试探和解决问题的能力。
对8D锁存器，74LS147优先编码器，和192计数器都有了必然的熟悉和理解。
通过精心设计，各个结点连线无误，各部份电路均工作正常，符合设计要求，具有很强的可行性。
六、心得体会
两周时刻的课程设计结束了，在两周的尽力学习和老师的精心指导下，咱们顺利地完成了课程设计任务：
八路竞赛抢答器。
刚一开始，面对从没有接触的情形，面对陌生的软件和器件，马上感觉无从下手。
但在课设的进行中，在自己一步一步的实践和仿真中，这让我学会了很多，学到了许多书本上没有的东西，同时也帮忙自己温习了数电和模电以前学的知识。
在此期间，我感到了团队精神的重要性，虽然只有两个人，但发觉问题，碰到困难时，咱们都一路商量，一路克服。
比如，锁存问题，显示问题，都取得了解决。
听听对方的意见和思路，使自己对设计有更深一步的熟悉和理解。
七、参考文献
[1]阎石主编.数字电子技术基础（第五版）.北京：
高等教育出版社2006.
[2]崔瑞雪、张增良主编.电子技术动手实践.北京：
北京航空航天出版社2006.
[3]康华光主编.电子技术基础-模拟部份（第四版）.北京：
高等教育出版社，1999.
教师评语及设计成绩
评语
课程设计成绩：
指导教师：
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