八路智力搶答器課程設(shè)計(jì)

PAGEPAGE1數(shù)字搶答器電路設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目八路競賽搶答器二、課程設(shè)計(jì)目的1、培養(yǎng)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)能力。2、掌握搶答器電腦設(shè)計(jì)方法。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容⒈設(shè)計(jì)一個(gè)智力競賽搶答器，可同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)參加比賽，他們的編號(hào)分別是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。⒉給節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開關(guān)，用來控制系統(tǒng)的清零(編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈)和搶答的開始。⒊搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)蜂鳴器給出音響提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。4.用中小規(guī)模集成電路組成智力競賽搶答器電路，畫出各單元電路圖和總體邏輯框圖，正確描述各單元功能，合理選用電路器件，畫出完整的電路設(shè)計(jì)圖以及寫出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告3.2設(shè)計(jì)要求⒈搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定(如30s)。當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng)“開始”鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)時(shí)，并用顯示器顯示，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出聲響。⒉參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。⒊如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒有選手搶答時(shí)，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示00。四、設(shè)計(jì)總體框如圖（一）所示為八路智力競賽搶答器的總體方框圖。其工作原理如下：搶答器系統(tǒng)原理框圖如上所示。它由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分組成，主體電路完成基本搶答后，選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能五、單元電路設(shè)計(jì)方案和原理說明⒈搶答器電路設(shè)計(jì)其原理說明：(1)、搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示譯碼電路用；二是要使其它選手按鍵操作無效。(2)、選用優(yōu)先編碼器74LS148、RS鎖存器、譯碼器7448組成搶答電路(3)、搶答電路工作原理：當(dāng)控制開關(guān)置于“清除”位置時(shí)，RS觸發(fā)器的端為低電平，輸出Q4—Q1全為低電平。此時(shí)7448的=0，顯示器滅燈；74LS148選通輸入=0,74LS148處于工作狀態(tài)，而鎖存電路不工作。當(dāng)控制開關(guān)置于“開始”位置時(shí)，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時(shí)處于工作狀態(tài)，當(dāng)有選手按鍵搶答時(shí)，如5號(hào)選手優(yōu)先按5號(hào)鍵，則74LS148輸出Y2Y1Y0=010，YEX=0，經(jīng)RS鎖存后，Q1=1，=1，7448工作，Q4Q3Q2=101，經(jīng)7448驅(qū)動(dòng)譯碼后，顯示器顯示數(shù)字5。Q1=1使74LS148為高電平。即74LS148禁止工作，封鎖其它按鍵輸入，當(dāng)按下的按鍵松開后，74LS148的EX為高電平，但由于Q1輸出仍為高電平不變，所以74LS148仍處于不工作狀態(tài)，其它按鍵的輸入信號(hào)不被接受，這就保證搶答者的優(yōu)先性及搶答電路的準(zhǔn)確性。如圖（二）所示為八路智力競賽搶答器的搶答電路單元圖，⒉定時(shí)電路設(shè)計(jì)主持人設(shè)定搶答器時(shí)間，通過預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供，可預(yù)置時(shí)間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)電路選十進(jìn)制同步可逆，計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，倒計(jì)時(shí)到零時(shí)，定時(shí)電路輸出低電平有效的“定時(shí)到信號(hào)”。如圖（三）所示為八路智力競賽搶答器的定時(shí)電路單元圖。同步加減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體電路如圖3所示。

⒊報(bào)警電路設(shè)計(jì)由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成報(bào)警電路如下圖所示，其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率，其輸出經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器，PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之電路停振。如圖（四）所示為八路智力競賽搶答器的報(bào)警電路單元圖。4.控制電路設(shè)計(jì)搶答器控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：①主持人將控制開關(guān)撥到“開始”位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。②當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。③當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。根據(jù)上述功能要求，由此設(shè)計(jì)如圖五所示的控制電路。六、總體電路圖及工作原理七、心得體會(huì)通過兩周的課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)數(shù)字電路有了進(jìn)一步的了解，在設(shè)計(jì)搶答器、報(bào)警器、定時(shí)器的過程中，通過翻閱資料，上網(wǎng)搜索等，我對(duì)各電路器件（如：與非門，555定時(shí)器和LED顯像管等）及原理有了更深一層次的認(rèn)識(shí)，既增強(qiáng)了我的理解能力,也使我能更好的運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)。開始時(shí)我還不太明白電路是如何連接的，并且對(duì)其原理也不甚了解，但通過對(duì)所學(xué)知識(shí)更深入的了解和同學(xué)的講解和幫助，最終使我克服了難關(guān)，并成功地作出了設(shè)計(jì)。兩周的鍛煉,,我有過對(duì)知識(shí)掌握不足時(shí)的迷茫，也有過思路不清時(shí)