毕业设计34多路智力抢答器的设计.docx
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毕业设计34多路智力抢答器的设计
上饶职业技术学院
电子工程系
课程设计
课程名称：
电子技术应用模块
题目名称：
多路智力抢答器的设计
年级：
学生专业：
应用电子技术
学生学号：
指导教师：
学生姓名：
技术职称：
高级工程师
2008年5月30日
课程设计任务
1课程名称电子技术应用模块
2课程性质必选专业课
3适用年级06级
4适用专业应用电子技术
5设计题目多路智力抢答器的设计
6实验要求必开
7选题要求最多组数2组每组最多人数1人
8指导老师吴国辉职称高级工程师
9设计目的
9.1进一步掌握模拟电子技术，数字电子技术等课程的知识在本课程设计中的应用
9.2熟悉电路的设计过程及设计方法
9.3掌握课程设计的基本过程和课程设计报告的撰写方法
10设计要求
10.1设计一个八路智力抢答器
10.2具有数字显示功能，同时设有音响提示
10.3节目主持人设有系统清零
10.4采用DC；+5V或-5V电源
11课程设计的进度安排
11.12008年五月9日～17日，完成初稿
11.22008年五月18日～30日，上交课程设计报告及实验样品
12参考书目
12.1黄永定主编电子线路实验与课程设计北京机械工业出版社2005.8
12.2谢自美电子线路设计、实验、测试武汉华中科技大学出版社
12.3高吉祥全国大学生电子设计竞赛培训系列教程北京电子工业出版社2000年
13任务书下达时间2008年4月28
课程设计评分标准（必开实验）
姓名：
年级：
06级专业：
应用电子技术班级：
（1）班总分：
考核项目
平时成绩
实验成绩
设计报告
总成绩
考核内容
态度、纪律（10%）
分析解决问题的能力（50%）
设计报告书写和水平（40%）
考核环节
团结协作有钻研精神
爱护公物文明卫生
遵守纪律和制度
独立、熟练、综合应用所学知识分析解决问题的能力，有实验数据，又有理论分析。
摘要符合要求、语句通顺、内容充实、图表和曲线清晰符合规范、文字规范。
方案选择、论证、设计、计算正确。
分值
3
3
4
50
40
100
评分
评分教师：
评分时间：
年月日
课程设计报告
年级06级专业应用电子技术班级1班姓名梁水梅
指导老师职称高级工程师
课程名称电子技术应用模块
课程性质必修专业课
设计项目多路抢答器的设计
实验要求必开
1设计目的
1.1进一步掌握模拟电子技术、数字电子技术等课程的知识在本课程设计中的应用
1.2熟悉电路的设计过程及设计方法
1.3掌握课程设计的基本过程和课程设计报告的撰写方法
2设计要求
2.1设计一个八路智力抢答器
2.2具有数字显示功能，同时设有音响提示
2.3节目主持人设有系统清零
2.4采用DC；+5V或-5V电源
3课程设计的进度安排
3.12008年五月9号～17号，完成初稿
3.22008五月18号～30号，上交课程设计报告及实验样品
多路智力抢答器
摘要数显抢答器时候竞赛问答中一种常用的必备装置，从原理上讲，它是一种典型的数字电路，其中包括组合逻辑电路和时序逻辑电路，数显抢答器在生活中应用广泛，可以应用于各种竞赛抢答中。
关键词编码器显示器音响设备
1引言
随着科学的发展，社会的进步，电子技术领域也有了飞速的提高，在飞速发展的信息时代，数显抢答器应用于多个领域中，在早期就为人们提供了各方面的方便。
2电路设计
2.1电路基本原理
数显抢答器采用CMOS常用集成电路制作，由触发器、编码器、显示器、音响电路等组成。
可供8人抢答，并用7段数码管显示抢答者的组别号码，而且有声音提示已有人抢答，有人抢答后还能自动闭锁其他各路输入，使其他组的开关失去作用。
2.2译码驱动及显示单元
数显抢答器的译码器采用BCDCD4511。
为了避免在计数过程中显示数字翻动现象，CD4511在计数和译码单元之间以传输门和反相器作为锁存单元，通过控制传输门导通或截止，使BCD数据传输或锁存。
CD4511以反相器作为输出级，通常用以驱动LED或荧光数码管。
CD4511具有锁存、译码、消稳、灯测试4种功能，表为其真值表
数显抢答器的原理图如下图所示。
当电源闭合后，先由主持人按复位按钮开关接置零端有效，各触发器输出全为低电平，二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、VD7、VD8截止，CD4511的DC-BA输入全为低电平，4072四输入端或门输出为低电平，CD4511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，为抢答器做好准备。
抢答开始后，假设第1组最先按下按钮开关SB1,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，此时若其他开关在按下，直接置“1”端SD=0，不能使触发器置高电平，所以触发器输出O2,03,O4,O5,O6,O7,O8都为低电平，使得VD1导通，VD2，VD3,VD4,VD5,VD6,VD7,VD8截止，CD4511的DCBA输入为“0001”，或门输出的高电平使CD4511的第4脚失去消隐作用，数码管显示数字“1”。
同理，当SB2最先按下时，CD4511的DCBA为“0010”，显示数字为“2”，当SB3最先按下时，CD4511的DCBA为“0011”，显示数字为“3”,当SB4最先按下时，CD4511的DCBA为“0100”，显示数字为“4”。
有人抢答时，或门输出的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……VD8在电路中相当于或门的作用，从而使J3按下时，完成编码的功能，编成“0011”送给CD4511的DCBA输入端，可用CD4071四输入或门代替。
由于CMOS电路不用的输入端不能悬空，当VD1,VD2都截止，CD4511的第7脚接电阻R6，使第7脚输入为低电平。
2.3触发锁存电路
8路触发锁存电路中74HC373为八D锁存器，当所有开关均未按下时，锁存器输出为高电平，经8输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平，该信号作为锁存器使能端控制信号，使锁存器处于等待接收触发输入状态；当任一开关按下时，输出信号中必有1路为低电平，则反馈信号变为低电平，锁存器刚接收到的开关信息被锁存，这时其他开关信息的输入将被锁存。
可见，触发锁存电路是实现抢答器功能关键。
电路中，所选的八D锁存器为74HC373，8输入与非门为74HC30.
2.4编码器
74HC147为10线-4线优先编码器，当任意输入为低电平时，输出为相应输入8421码的反码，该编码器多余的输入端应该接高电平。
2.5解锁电路
当锁存电路被触发锁存后，若要进行下一轮的重新抢答，则需将锁存器解锁。
可将其使能端强迫置1或置0，使锁存器处于接收状态即可。
现选择74HC32或门构成解锁电路。
将解锁开关信号与锁存器反馈信号相“或”后再加到锁存器的使能输入端，当解锁开关信号为1时，可将使能端强迫置1，使锁存器重新处于待接收状态。
3注意的要点
在本设计要求中，当同时有多个呼叫源呼叫时，必须按优先顺序，先显示优先高级的呼叫源，后显示优先级低的呼叫源。
这里可以采用计数器的扫描的方式，从1号呼叫源开始，对各个已经保存的输入量依次进行扫描。
当遇到一个高电平，即有呼叫源叫时，便对相应的呼叫源进行编码，译码，送到输出端口显示其相应的呼叫号；延时一定时间后，再扫描一个呼叫源。
如果没有呼叫，跳过该呼叫源，再对下一个呼叫源进行扫描。
所以，在所有呼叫源间的显示不会间隔时间太久，而可以有快速的对应显示。
这样由1号呼叫源到8号呼叫源不断的进行循环扫描，其扫描的个数由计数器进行控制。
即对8个呼叫源都扫描一次后，对计数器清零，进行下一次扫描。
如此不断的循环和显示呼叫源号。
4调试方法
数显抢答器在调试前一定要先检查元器件的位置是否正确，尤其是集成电路的方向是否正确。
接通电源开关后，按J9键，使J5闭合并断开，观察数码管的显示数字，并试听蜂鸣器的发声情况。
先按J1键，使J1闭合并断开，其他开关不动，此时数码管显示数字“1”，蜂鸣器鸣响，再分别按其它的键，如数码管显示的数字不变，说明电路具有自动闭锁功能。
按J9键，数码管不显示数字，蜂鸣器不响。
如果蜂鸣器不响，而数码管显示数字，则查看蜂鸣器设置的工作电压是否合适。
由于触发器的直接置“1”端和直接置“0”端不能同时起作用，因此在调试过程中J1……J8闭合时J9不能闭合，或J9闭合时，J1……J8不能闭合，操作过程中要注意。
5小结
本课题设计的是数显抢答器，了解到数显抢答器的一般功能，数显抢答器是由触发器、编码器、显示器、音响等组成，并用7段数码管显示抢答者的组别号码，而且有声音提示已有人抢答，有人抢答后还能自动闭锁其它各路输入，使其他组的开关失去作用。
6参考资料
6.1编电子线路实验与课程设计北京机械工业出版社2005.8
6.2电子线路设计、实验、测试武汉华中科技大学出版社
6.3全国大学生电子设计竞赛培训系列教程北京电子工业出版社2000年
7完成时间2008年5月30日
致谢词
设计在选题，实验的研究过程中受到了吴国辉老师以及其他同学的热情鼓励和细心指导，吴导师渊博学识，严谨的治学态度使我受益匪浅，同学们的热情帮助使我信心十足，设计凝聚了大家共同的心愿，在此我表示忠心的感谢，设计过程中遇到种种困难都在老师和同学的帮助下一一解决，这不仅学到书本上的知识，更重要的是学到了勤恳和精益求精的治学态度，这对我以后学习工作中起到很大的作用，在设计完成之际，再次向吴导师和各位同学表示感谢和敬意。
附录1
抢答器总体电路图
PCB图
附录2
元件清单
名称
型号-规格
数量
集成电路
74HC32
1
74HC30
1
74HC373
1
74HC147
1
CD4511
1
74LS04
1
LED
1
电阻器
1M
8
开关
9
升级会员 