數字搶答器課程設計報告

德州學院機電工程系MechanicalandElectranicalEngineeringDepartmentofDezhou《電子技術》課程設計說明書設計題目專業(yè)班級姓名指導老師設計時間 課程設計目錄一課程設計題目二課程設計的基本任務三課程設計的基本要求四數字搶答器系統(tǒng)框圖五單元電路原理說明六課程設計總結七參考文獻題目：數字搶答器的設計二：課程設計的基本任務和要求設計任務與要求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.設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關S，該開關由主持人控制。3.搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應的編號，并在LED數碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。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。4.搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如30秒）。當主持人啟動"開始"鍵后，定時器進行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間0.5秒左右。5.參賽選手在設定的時間內進行搶答，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。6.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。四：數字搶答器系統(tǒng)框圖一、數字搶答器總體方框圖如圖1所示。圖1數字搶答器框圖原理：所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關撥到"清除"狀態(tài)，搶答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間；主持人將開關置“開始”圖1數字搶答器框圖五：單元電路原理說明1：搶答器電路如圖2所示原理：該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效。工作過程：開關S置于"清除"端時，RS觸發(fā)器的端均為０，４個觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的＝０，使之處于工作狀態(tài)。當開關S置于"開始"時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當有選手將鍵按下時（如按下S5），74LS148的輸出經RS鎖存后，1Q=1,=1,74LS48處于工作狀態(tài)，４Q３Q２Q=101,經譯碼顯示為"５"。此外，1Ｑ＝１，使74LS148＝１，處于禁止狀態(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當按鍵松開即按下時，74LS148的此時由于仍為１Ｑ＝１，使＝１，所以74LS148仍處于禁止狀態(tài)，確保不會出二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關重新置“清除”然后再進行下一輪搶答。74LS148為８線－３線優(yōu)先編碼器，下表為其功能表2：定時電路如圖3所示圖3可預置時間的定時電路原理：該部分主要由555定時器秒脈沖產生電路、十進制同步加減計數器74LS192減法計數電路和2個7段數碼管即相關電路組成。具體電路如圖3所示。兩塊74LS192實現(xiàn)減法計數，，其時鐘信號由時鐘產生電路提供。74192的預置數控制端實現(xiàn)預置數，由節(jié)目主持人根據搶答題的難易程度，設定一次搶答的時間，通過預置時間電路對計數器進行預置，計數器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供。按鍵彈起后，計數器開始減法計數工作，并將時間顯示在共陰極七段數碼顯示管DPY_7-SEG上，當有人搶答時，停止計數并顯示此時的倒計時時間；如果沒有人搶答，且計時時間到時，圖3可預置時間的定時電路74LS192真值表3：報警電路如圖4所示原理：由555定時器和三極管構成的報警電路如圖4所示。其中555構成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其輸出信號經三極管推動揚聲器。PR為控制信號，當PR為高電平時，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。圖4圖4報警電路4：時序控制電路如圖5所示圖5時序控制電路原理：

時序控制電路是搶答器設計的關鍵，它要完成以下三項功能：

①主持人將控制開關撥到"開始"位置時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進入正常搶答工作狀態(tài)。

②當參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路停止工作。

圖5時序控制電路所需元器件（一組）集成電路：74LS148—1片，74LS279—1片，74LS48—3片，74LS192—2片，NE555—2片，74LS00—1片，74LS121—1片。電阻：510Ω—2只，1KΩ—3只，100kΩ—l只，10kΩ—10只，15kΩ—2只，68kΩ—2只。電容：0.1uF—2只，10uF—2只，100uF—1只。三極管：3DG12—1只。其它：發(fā)光二極管—2只，共陰極顯示器—3只，揚聲器—1只六：課程設計總結通過將近兩周的課程設計，使我對數字電路有了進一步的了解，在設計搶答器、報警器、定時器的過程中，通過翻閱資料，上網搜索等，我對各電路器件（如：03與非門，74LS148,74LS192，555定時器和LED顯像管等）及原理有了更深一層次的認識，既增強了我的理解能力,也使我能更好的運用所學的知識。開始時我還不太明白電路是如何連接的，并且對其原理也不甚了解，但通過對所學知識更深入的了解和同學的講解和幫助，最終使我克服了難關，并成功地作出了設計。兩周的鍛煉,14天的不同感受,我有過對知識掌握不足時的迷茫，也有過思路不清時的懊惱,但一路走來，我卻收獲了知識，收獲了希望和努力后的成果。在此我要感謝老師的諄諄教導和同學們的幫助，我相信這十幾天的不懈努力會給我未來的學習帶來很多的啟