多路竞赛抢答器的设计.docx

1、多路竞赛抢答器的设计安徽工业职业技术学院电子技术 课程设计设计题目： 多路竞赛抢答器的设计学生姓名 余张健、吕玲芳、徐宝学 号 班 级 11电子 系 咅B 电气工程系 指导教师 课程设计起止日期： 6.176.280一三年六月多路竞赛抢答器的设计设计者：徐宝、吕玲芳、余张健1.设计指标和设计要求1设计任务：用中规模电路设计一个多路竞赛抢答器。2设计指标要求：多路竞赛抢答器有八组，抢答功能若任意一组抢答器成功，则显示该组号并伴有音 乐提示，其他组被封锁，不能抢答，直到裁判宣布重新开始抢答时，各组才可以进行下 一组抢答。2.选择总体方案，确定电路框图1抢答器电路设计框图1方案论证多路竞赛抢答器由抢

2、答电路、时序控制电路、和报警电路组成，在开始抢答后，当 选手按动抢答键时能显示选手的编号并伴有音乐显示，同时能封锁其他输入电路，禁止 其他选手抢答。抢答器的作用过程时，接通电源时节目主持人将开关置于清除位置，抢答器属于禁 止工作状态，LED显示灭灯，当主持人宣布开始的时候，同时将控制开关开到开始的位 置，抢答器属于工作状态，当选手按抢答键时，能显示选手的编号并有音乐提示，同时 封锁其他输入电路，禁止其他选手抢答，当选手抢答时，抢答器完成以下 4个过程：优先编码器立即分辨出选手的编号并由锁存器进行锁存，然后由译码器显示电路显示编 码。音乐芯片有音乐提示，控制电路对输入编号电路进行锁存避免其他选手

3、抢答， 当选手回答问题完毕，主持人操作控制开关使系统恢复到禁止状态，以复进行下一步抢 答。二.单元电路的分析1、直流稳压电源T2ml 1-In 4 0 07x 4 D13GNDVin UA7 80+5VDU1G3 +5 v二-C24 C4变压器T2将220V市电转化为6V9V交流电，二极管组成的整流桥将交流电转化为直流 电，C3为滤波稳压电容，C1改善滤波电压，C2改善负载瞬态响应，C3进一步滤波稳压。2、编码电路83线优先编码器74LS148芯片的引脚图如下;01EO2GSJ4AOSAl6A27ElU2101T1213T3515U7674LS14874LS148引脚图设计电路如图2所示。电路

4、选用优先编码器 74LS148和锁存器74LS297来完成。该电 路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显 示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作 无效。工作过程：开关S置于清除端时，RS触发器的R、S端均为0, 4个触发器输出置0, 使74LS148的优先编码工作标志端0,使之处于工作状态。当开关 S置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后,CTR=1,RBO（图中4端）=1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码

5、显示为“5。此外，CTR =1,使74LS148优先编码工作标志端（图中 5号端）=1，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为CTR=1，使优 先编码工作标志端（图中5号端）=1,所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按 键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将 S开关重新置清除”然后再进行下一轮抢答。74LS148为8线3线优先编码器，表1为其功能表锁存器输入端输出端ST432113121110A2A1A0YEX1XXXXXXXX111100XXXXXXX0000010XXXXXX00100110XXXXX01000

6、1110XXXX0110011110XXX10000111110XX101001111110X1100011111110111001111111111113、RS锁存电路74LS279的引脚和功能表如下；9 CO 02 03 C6r387654321R S2 2RS1S2Rs3 3 3 4 4IQ74LS27974LS279引脚图74LS279的功能；4个锁存器中具有2个置位端SA,SB，当S为低电平，R为高电平时， 输出为Q为高电平，当S为高电平，R为低电平，输出为Q为低电平。当S和R均为高电平 时，输出被锁在已建立的电平，当 S和R均为低电平时，输出为稳定的高电平状态，对 SA， SB，S

7、的低电平表示只要有一个为低电平，S的高电平表示SA和SB均为高电平，1Q4Q表 示输出端1S4S表示置位端，低电平有效，1R4R复位端，低电平有效。输入输出说明RS_ n+1Q00X锁存器状态不定，不允许:010锁存器置0101锁存器置1 丁11nQ锁存器保持原态不变4、译码驱动和显示电路芯片74LS48的引脚功能及真值表；U16 5 4 1 1 1 0 91 2 3 4 5 6 7 874LS48芯片引脚图4537726BI/RBO RBI LTABCD1312T1109?51474LS48BCD七段译码器，其输出驱动 七段字形的显示译码器由译码器配合使用，最常用的是七个信号，由于74LS4

8、8输出是高电平有效，所以配接的数码管必须采用共阴极接法功能表如下：输入说明LTRBIBIA3A2A1A0ABCDEFG显示测试0X1XXXX11111118灭灯XX0XXXX0000000不亮灭010100000000000灭0显011100011111110显0正常译码1X100010110000显1真值表如下;十进制数输出BI输入LTRBIA3A2A1A0abcnefg0110 10 10 101111 111110 111X00011011000021X00101110110131X00111111100141X01001011001151X01011101101161X0110110p

9、p11171X01111111000081X1000111111191X100111111011灭 灯XXXXXX00000000灭0100000000000005、0变8电路33输入或非门芯片74LS2789 n0 HI 033 Ydng 3a 2y 3B2C 3C2B 1Y2A23 4 5 6 774LS27芯片引脚图32 1 0 9 8uuLIIIB A Y B A Y B Y A B Yg1174LS27为三组三输入端或非门（正逻辑），共有7427（ 74LS27两种线路形式，其主要电特性的典型值如下： V 双列直插式极限值电源电压7V输入电压5.5V工作温度070 C存储温度-60

10、C150 C16、门控电路RS触发器由2个与非门组成 474LS00为42输入与非门TTL芯片电路中用到2片74LS00组成非门74LS00芯片引脚AYO U 64B-5-a74LS00组成R2S触发器6 一SQB1213RBILTABCDASN 74L S48YU 7A U 974LS27BSN 74L S27b c d e f1312111091514约束条件:RS=0R9R10R10R12R13R14R151234567V CCDS1a b c d e f gDPYDPYac dLEDgn7-SE GS R7、音乐电路$12 R18为限流分压电阻;R16是分流电阻；C1为耦合电容；D1为

11、稳压二极管反接在电 路中；Q1起电流放大的作用；D13VR18470R171KC28、总开关C1是滤除谐波；R1为限流分压电阻C10. 01uFR161K音乐芯片Y IN Y UER1LSISPEAK ERQ1NPN1VCC0.01uF四总体电路与分析1电路图pR8RE S2U3ASW SPSTU3C3 910U5A1274LS001374LS00BI/RBO-aIRBTbhcAdBeCfDgU6SN74L S48910111213141587651 a J43*:.w11iSW DIP-8166 5II13121110RP14K*8EI76A25A14A032GS1EO0U874LS1484

12、13512315U7AI3B4LS00U9Q74LS279U U Q21C171D13VR1847010914R9R12R13R14R15DS1236745LEDgn14150.01uFR161K音乐芯片VCCLS1SPEAKERQ1NPN1YIN YUER171Kvcc多路竞赛抢答器原理图2原理分析电路主要是由抢答电路组成，主要原理如下；抢答电路的功能有 2个；一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，送给译码显示电路。二是要使其他选手随后的按键操作无效。优先编码器74LS148和锁存器74LS279可以完成上述功能。其电路组成如上图所示，工作原理是：当主持人控制开关闭合时，清除锁

13、定， RS触发器R端为低电平输出端(4Q1Q)全为低-电平。于是 74LS48的BT等于0时，数码管显示器灯灭。 74LS148的选通输入端ST=10 .74LS148处于不工作状态；此时锁存电路不工作。当主持人将开关拨到开始的位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态即抢答 器处于等待工作状态，等待输入命令端(4; 3; 2; 1; 13; 12; 11; 10)输入信号。S11413 12A2 Y 1B2 C3 C2 B3 Y2 A 3 gn dY 31074 LS2 7B_vccCfLT-gEB1aFTB1bDcAdgnde7 4 LS4 81 6S31 R.vcc3456781 S

14、1 4S1 S24R1 Q 4Q2 R3S22S3S1 2Q 3R g n d3 Q7 4 LS2 7 914 113 212 35 10*781 43121 3v17 4 LS0 011v ccP16T4S-T3 11 221 131 049561 57A911011 2D S1fg8GND3花20565434A 1Y4B 1B3B 2B4Y 2A213Y g nd3A 2Y11 48 710 59 6DPYLEDgnV CCvY 3Y7SW S PST43 2V CC4rc.5E0.6GS.73EI2A21A10,gn dA 0S1 67 4LS1 48v cc110 14D-3V4701

15、31210C 1HH0.01 uF音乐芯片Q 1Y IN YU ESP EA KE RN PN 14.7K R 1S70.SWC1080.S PSTSWUS90.UFS PST SWC-C0 0.1 uSR1 0. 01 uSR2 0. 01 UFC3 0. 01 US1S PST SW S PSOSW S PSA SVOC4 0.1 UR 5S PSA SW S PSA SW SPSTQo多路竞赛抢答器接线图当选手将按钮按下时，74LS148的输出(Y2Y1 Y0=010), Yex=0；经过74LS279锁存，74LS48的BI等于1，数码管显示工作。同时经过一个非门将 74LS148的选

16、通输入端ST置1；将74LS148锁定。其他选手按钮无效。五.收获体会2 3 41.通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力，在整个设计过程中，我们通过这个方案和芯片的选择。这个方案共使用了 74LS48、74LS279、74LS148,让我们了解至打这些芯片的功能，电路框图和电路的分析，实践是认识的动力和最终目的。实践是检验真理的唯一标准，也懂得了理论与实际相结合是很重要的，把所学理论知识与实践相结合， 才能真正为社会服务，从而提高动手能力和独立思考能力。也明白了与人合作共同提高，都 会受益匪浅，团结合作的精神和理论知识，还有专业知识才能使这次课程任务设计成功完成。余张建2.两

17、周的课程设计结束了，在这次的课程设计中不仅体验了我们所学的知识，也培养了我们 如何把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在设计过程中，与同学分工设计，学会了合作，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。我今 天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是明天能稳健地在这社会大潮中奔跑 打下坚决基础。 吕玲芳3虽然仅仅只有两周的时间，但是我的收获是很大的，我们不仅将所有的知识都强化了一 遍，而且我们也懂得了如何去使用。学以致用这才是本次课程设计的主要目的。这次课程设 计，是将我们所学的零

18、散知识都结合了起来，在设计任务中，通过单元电路的分析，更加强 我对整体电路原理的理解。在写任务书的时候，我们将对一些内容进行合理编排改正，这些 是需要一定的细心耐心的，所以此次课程设计也使我们清楚的明白了，不管是在生活中还是学习中，不管做什么事，我们都得有耐心，要认真，不能马虎，因为细节往往决定成败-徐宝六.电路元器件列表序号名 称型号（规格）数量18-3线优先编码器74LS14812RS锁存器74LS27913四-七段译码器74LS48r 14共阴极数码管BS2051542输入与非门74LS002633输入与非门74LS27r 1 :7音乐芯片KD 930018电阻R1R84K89电阻R94.7Kr 1 :10C1C9无极电容0.01uF1111C13极性100uF112C11无极性0.1uFr 1 113C12无极性0.33uF114C10极性100uF115变压器B1220V、1.2A116二极管D1D4IN4007417三端集成稳压电路7805118电阻R11 21K219电阻R10470120三极管V19013121扬声器8欧122常开开关923稳压二极管VDz1七.参考文献1XX文库。2杨志忠 数字电子技术 南京高等 教育出版社20083任为民 电子技术基础课程设计中央广播电视大学出版社