简易三路抢答器课程设计.docx

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简易三路抢答器课程设计

简要.................................................................................2

1绪论…………………………………………………..3

2总体方案设计…………………………………………4

3电路图……………………………………………….5

3.1四D触发器74LS175………………………………6

3.2与非门74LS20（逻辑器件）……………………..7

3.3与非门74LS00（集成PLC）……………………….8

3.4或非门74LS54（逻辑器件）…………………………..9

3.5双上升沿D触发器74LS74……………………….12

3.6多谐振荡器…………………………………….…..13

3.7由74LS74构成的四分频电路……………………14

4主要器件及重要元件的功能介绍．．．．．．．．．．．．１５

4.1D触发器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１６

4.2与非门．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１７

4.3或非门．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１８

4.４电阻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１９

4.５电容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4.5发光二极管．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4.6开关．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4.７三极管．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

4.８蜂鸣器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

5总电路原理图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

6心得与体会．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

７．参考资料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

８．附录计算及其补充知识．．．．．．．．．．．．．．

简易三路抢答器

摘要

本课程设计论文详细的讲述了我的本次课程设计的全过程和收获。

本文讲述的三路抢答器主要是由；两个D触发器74LS175、以及一个四输入与非门和四个双输入与非门和一个或非门构成，共分为锁存器、脉冲信号发生器、分频电路三部分，其中74LS175上的清零端由主持人控制，用来控制是否开始抢答，抢答开始时，由主持人按下复位开关S清除信号，当主持人宣布“抢答开始”后，先做出判断的选手立即按下开关，通过与非门送出信号并将其他选手锁存，同时将信号送给发光二极管与喇叭，直到主持人再次清除信号为止。

本文还记述了我在整个设计过程中的设计思路和每一步设计步骤，通过每一步的认真的设计，最终顺利完成整个电路的设计。

关键词：

三路抢答器，触发器，脉冲发生器，74系列芯片

1绪论

关于这次设计的用于三人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。

可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非常广泛。

在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。

如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。

因此设计抢答器时要考虑到这些方面，以便使比赛更加公平、公正。

这次设计就是用几个触发器以及与非门巧妙的组合设计的抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。

补充知识设置30秒无人作答，自动锁存，见附页。

下面请看我的整体设计方案。

2总体方案设计

以下是三路抢答器方案流程图：

F4分频器

图2

由上图可以看到这个方案非常的简洁，下面我将结合具体元件给出此方案的详细介绍：

其中F1是4D触发器74LS175，它具有公共置零端和公共CP端，F2是由发光二极管和蜂鸣器组成的声光提示电路，F3是由四2输入与非门74LS00以及电容、电阻组成的多谐振荡器，F4是由双D触发器74LS74组成的4分频电路，F3、F4组成抢答器中的CP时钟脉冲源。

抢答开始时，由主持人清除信号，按下控制开关，将开关置于“清零”位置。

74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭，蜂鸣器不发声，抢答器处于禁止工作状态。

当主持人宣布“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，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的声光提示电路作出反应。

同时，通过与非门送出信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。

3单元电路图

3.1四D触发器74LS175

3.1.1四D触发器74LS175的引脚图如图3.1.1所示

图3.1.1

3.1.2四D触发器74LS175的逻辑图如图3.1.2所示

图3.1.2

3.1.3四D触发器74LS175的功能表如表3.1.3所示

表3.1.3

3.1.4四D触发器74LS175的真值表如表3.1.4所示

表3.1.4

3.2与非门74LS20（逻辑器件）

3.2.1与非门74LS20的引脚图和功能表如图3.2.1所示

图3.2.1

3.2.2三输入3与非门74LS10的逻辑图如图3.2.2所示

图3.2.2　　　＊＊＊＊

3.3二输入端4输入与非门74LS00（PLC器件）

3.3.1二输入端4输入与非门74LS00逻辑图如图3.3.1所示：

图3.3.1

3.3.2二输入端4输入与非门74LS00功能表如表3.3.2所示

表3.3.2

3.4双上升沿D触发器74LS74

3.4.1双上升沿D触发器74LS74逻辑图如图3.4.1所示

图3.4.1

3.4.2双上升沿D触发器74LS74功能表如表3.4.2所示

表3.4.2

3.5多谐振荡器

多谐振荡器电路图如图3.5所示

图3.5

多谐振荡器用来产生时钟脉冲，设置机械周期。

3.6由74LS74构成的四分频电路

四分频电路图

图3.6

四分频电路使时钟脉冲的周期变为了原来的四倍。

4主要器件及重要元件的功能介绍

在这次设计的用于竞赛的抢答器，电路图时很简单，组成器件应该说都是数电和模电中很常见的。

4.1D触发器

图4.1D触发器

D触发器如图，其功能有：

⑴D触发器具有接收并记忆信号的功能，又称为锁存器。

D触发器属于脉冲触发方式。

D触发器不存在约束条件和一次变化现象，抗干扰性能强，工作速度快。

而这次正是利用了的以上功能来构成一个简单的抢答器。

4.2与非门（两种形式）

4.3或非门

4.4电阻

包括滑动变阻器，普通电阻。

4.5电容

主要用来构成多谐振荡器。

4.6发光二极管、蜂鸣器

提示电路重要原件。

4.7开关

4.8ＰＮＰ三极管

5总电路原理图

图5

6心得与体会

学以致用还有很远的路要走

亲身实践最能了解自己的知识水平

网络是个可以请教的好老师

学会计算机基本知识有益提高实战效率

感谢这难得的课程设计

参考资料

１，何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001年6月

２，姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月

３，王澄非，电路与数学逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月

４，李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月

５，卢菊洪，数字电路与逻辑设计实训教程，科学出版2003年8月

６，康华光，电子技术基础，高教出版社，2003

７．徐国华，模拟及数字电子技术实验课程，200４

８．郭天祥单片机视频，２００３

９．XX电子知识网站

附录

最小反应时间的计算

1多谐振荡器产生的时钟脉冲的周期

T=1.4RC=1.4*10*0.1ms=1.4ms

2经过四分频电路后的时钟脉冲的周期

Tcp=4T=4*1.4ms=5.6ms

3最小反应时间为

Tm=Tcp=5.6ms

附录

总原理图........忽略此处.......