八路搶答器課程設(shè)計報告

1、電科二班 李文陽 3120504036課設(shè)題目：八 路 搶 答 器第一章 設(shè)計要求1.1基本要求（1） 搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S0  S7表示。（2） 設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制。（3） 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，揚聲器發(fā)出聲響提示，并在數(shù)碼管上顯示選手號碼。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。 1.2提高要求  （1） 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持

2、人啟動"開始"鍵后，定時器進行減計時。同時揚聲器發(fā)出短暫的響聲，響聲持續(xù)0.5秒左右。發(fā)光二極管燈亮。（2） 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。（3）  如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并 禁止搶答，定時顯示器上顯示00。（4） 按鈕到控制中心的距離為20M。第二章 系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理：定時搶答器的總體框圖如下圖2.2： 圖2.2 搶答器工作框圖如圖所示電路包括主體電路和擴展電路兩部分。其中主體電路完成基本的搶答功能，即主持人按

3、下控制開關(guān)后，當(dāng)選手按動搶答鍵時，數(shù)碼管顯示選手編號，同時封鎖輸入電路，其他選手搶答無效。擴展電路完成定時搶答的功能以及報警功能。圖2.2所示電路的工作過程是：接通電源后，主持人將控制開關(guān)置于“清除”處，此時搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，選手不能進行搶答，定時顯示器顯示設(shè)定的時間（30s），當(dāng)主持人將控制開關(guān)置于 “開始”時，揚聲器發(fā)出聲響，搶答器處于工作狀態(tài)，同時定時器開始倒計時。當(dāng)選手在定時時間內(nèi)按動搶答鍵時，電路要完成以下功能： （1）優(yōu)先編碼電路判斷搶答者的編號，并由鎖存器進行鎖存，然后通過譯碼顯示電路在數(shù)碼管上顯示搶答者的編號；（2）揚聲器發(fā)出短暫聲響；（3）控制電路對其余輸入編碼進行封鎖，禁

4、止其他選手進行搶答；（4）控制電路要使定時器停止工作，數(shù)碼管上顯示剩余的搶答時間，當(dāng)選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關(guān)進行系統(tǒng)清零，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進行下一輪搶答。當(dāng)定時時間到，卻沒有選手搶答時，系統(tǒng)將報警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答。第三章 電路設(shè)計方案設(shè)計該方案即為筆者所采用的方案，它采用了74LS148來實現(xiàn)搶答器的選號，采用了74LS279芯片實現(xiàn)對號碼的鎖存，采用了74LS192實現(xiàn)十進制的減法計數(shù)，555芯片產(chǎn)生秒脈沖信號來共同實現(xiàn)倒計時，采用了74LS121單穩(wěn)態(tài)芯片來實現(xiàn)報警信號的輸出。搶答電路的設(shè)計搶答電路的功能有兩個：一是能分辨出選手按鍵的的先后，

5、并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無效。選用優(yōu)先編碼74LS148和RS鎖存器74LS279可以完成上述功能，其電路組成如圖3-1所示：圖3.2.1 搶答電路其工作原理是：當(dāng)主持人控制開關(guān)處于“清零”位置時，RS觸發(fā)器的R端為低電平，輸出端（4Q1Q）全部為低電平。于是74LS48的BI=0，顯示器滅燈；74LS148的選通輸入端ST=0，74LS148處于工作狀態(tài)，此時鎖存電路不工作。當(dāng)主持人將開關(guān)撥到“開始”位置時，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時處于工作狀態(tài)，既搶答器處于等待工作狀態(tài)，等待輸入端I7、I6、I5、I4、I3、I2、I1、I0輸入信號，當(dāng)有選手將

6、鍵按下時（如按下S5），74LS148的輸出Y2Y1Y0=010，YEX=0，經(jīng)RS鎖存器后，CTR=1，BI=1，此時74LS279處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經(jīng)74LS48譯碼后，顯示器顯示出“5”。此外，CTR=1，使74LS148的ST端為高電平，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其它按鍵的輸入。當(dāng)按下的鍵松開后，74LS148的YEX高電平，但由于CTR維持高電平不變，所以74LS148仍處于禁止工作狀態(tài)，其它按鍵的輸入信號仍不會被接受。這就保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的準(zhǔn)確性。當(dāng)優(yōu)先搶答者回答完問題后，主持人操作控制開關(guān)S，使搶答電路復(fù)位，以便進行下一輪搶答。3.2

7、.2定時電路的設(shè)計74LS48的7，6，2，3引腳接受來自74LS192的輸出信號并把它譯碼 顯示在數(shù)碼管上。74LS192的9，10，11，15引腳完成時間設(shè)定功能，本設(shè)計要求定時30秒，所以把左邊的芯片的1，15引腳接高電位，期于的全接低位，使的初始時間設(shè)定為30秒。555芯片完成產(chǎn)生秒脈沖的功能。工作過程為：搶答開始前，74LS192的置數(shù)端為低電位，處于初始狀態(tài)，數(shù)碼管顯示為30，5引腳接高電位。搶答開始后，秒脈沖沖推動右邊的芯片開始倒記時，同時右邊芯片產(chǎn)生的信號做為左邊芯片的CP信號推動左邊的芯片倒記時，完成十進制的倒記時功能。當(dāng)有人搶答后1Q的輸出為1，經(jīng)過非門后變?yōu)?，通過與門屏

8、蔽了秒信號，停止記時，完成顯示搶答時間的功能。當(dāng)記到了30秒時，左邊的芯片產(chǎn)生的定時到信號輸出為低電位，也屏蔽了秒信號，使得數(shù)碼管顯示為00。圖3.2 .2 定時電路第四章 設(shè)計總結(jié)本次電子課程設(shè)計實習(xí)將理論與實踐有機地結(jié)合，既考查了同學(xué)對理論知識的掌握程度，由反映了實際動手能力，更主要的是考查了同學(xué)對知識的綜合運用以及創(chuàng)新設(shè)計思維能力，為今后的發(fā)展提供了一次良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。針對課設(shè)題目八路搶答器，一開始還沒有頭緒，不會運用所學(xué)知識進行有效設(shè)計，但通過上網(wǎng)查閱各種類似的設(shè)計，去圖書館翻閱相關(guān)設(shè)計書籍，查閱所提供的芯片功能，確定基本設(shè)計方案，又通過仿真驗證試驗方案的可實行性，雖說比較煩雜但卻對設(shè)

9、計一個電路有了基本的經(jīng)驗。同時也使自己認識到：1、 設(shè)計思路是整個設(shè)計的靈魂拿下每個課題能有一個非常清晰的設(shè)計思路是至關(guān)重要的。只有對課題的充分理解，對各種器件的熟練掌握，勾畫出基本的設(shè)計圖是成功的關(guān)鍵，必須多花時間在設(shè)計上才能為后續(xù)工作提供更扎實的基礎(chǔ)。翻閱各種資料，上網(wǎng)查詢填補所需知識的空白是必要的。2、 建議設(shè)計的作品主要是用74系列集成芯片來完成的，可以考慮用其他的芯片完成，也可以用焊接實物來驗證。3、 不足實驗效率低，許多原件功能不清楚。總之，在設(shè)計過程中學(xué)到了許多。作為現(xiàn)代的大學(xué)生，如果僅停留在以往的層次上，是遠遠跟不上時代的步伐，也無法使自己立足在競爭如此激烈的社會里，通過此次實

10、習(xí)，看到了自己的水平和差距，學(xué)要在今后的學(xué)習(xí)中又進一步的提高。參考文獻【1】錢培怡.電子電路實驗及課程設(shè)計.西安電子科技大學(xué)出版社.1992【2】王毓銀.數(shù)字電路邏輯設(shè)計（第三版）.高等教育出版社.1999【3】陳有卿.集成電路妙用巧用300例.人民郵電出版社.1999【4】謝自美.電子線路設(shè)計實驗測試.華中科技大學(xué)出版社.2000【5】高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計.電子工業(yè)出版社.2002【6】趙保終.中國集成電路大全（TTL集成電路）.國防工業(yè)出版社【7】周常森.電子電路計算機仿真技術(shù).山東科學(xué)技出版社【8】附錄一：元件清單序號類型數(shù)量174LS279（RS鎖存器）1274LS48（4線7段譯碼驅(qū)動器）3374LS148（8線3線優(yōu)先編碼器）1474LS192（十進制可逆計數(shù)器）2574LS121（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）1674LS00（二輸入與非門）2774LS20（四輸入與非門）28NE55529晶體管3DG130110七段數(shù)碼管（共陰極）111B鍵（觸發(fā)開關(guān)）912發(fā)光二極管113揚聲器114B鍵（輸入開關(guān)）815電阻（510）216電阻（1K）217電阻（10K）918電阻（15K）219電阻（68K）220電