三路搶答器設(shè)計.doc

數(shù)字電路課程設(shè)計報告書題目：三路搶答器學(xué)院名稱：計算機(jī)學(xué)院學(xué)生姓名：專業(yè)名稱：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班級：時間：數(shù)字電路課程設(shè)計一、設(shè)計任務(wù)和要求：1.搶答器同時供3名選手搶答，分別用3個按鈕D1、D2、D3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，并在LED數(shù)碼管上顯示，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，且一次搶答的時間為8秒。當(dāng)主持人啟動開始鍵后，定時器進(jìn)行計時（0-7）。5.主持人沒有閉合開關(guān)之前，有人搶答，數(shù)碼管顯示對應(yīng)的選手編號，且紅燈亮，當(dāng)所有選手閉合自己對應(yīng)的開關(guān)時，編號數(shù)碼管清為0。6.參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，計數(shù)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間,綠燈亮，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。7.如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，定時顯示器上顯示8,且黃燈亮以示警告時間已到,若有人搶答，顯示搶答人組號并鎖存,直到主持人將系統(tǒng)清零，即黃燈滅，兩個數(shù)碼管顯示都為0。二、實驗框圖：1、設(shè)計方案：搶答器具有鎖存、定時、顯示功能。搶答之前，兩個數(shù)碼管顯示為0，即主持人沒有按下開始按鈕之前，有人搶答，亮紅燈給以警告，數(shù)碼管顯示對應(yīng)的選手編號，當(dāng)選手閉合自己的開關(guān)時，對應(yīng)數(shù)碼管顯示為0；當(dāng)主持人按下開始按鈕后，進(jìn)行搶答，若有人搶答，鎖存器鎖存選手號和搶答時的時間，同時亮綠燈，直到主持人清零，系統(tǒng)才能再次正常工作；如果時間已到，沒有人回答，黃燈亮，即在8秒的時刻，如果有選手搶答，鎖存器鎖存選手號，數(shù)碼管并將選手號顯示出來，直到主持人清零。2、系統(tǒng)框圖：當(dāng)主持人宣布開始，定時電路開始秒脈沖電路的作用而進(jìn)行計時，并通過譯碼器在數(shù)碼管中顯示。當(dāng)某選手按開關(guān)鍵時，通過控制電路控制鎖存器的使能端，并在鎖存器中鎖存，在輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)電平信息，然后在譯碼器中譯碼，將編碼器輸出的8421BCD轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)。最后在顯示電路中顯示出所按鍵選手的號碼。三、單元電路設(shè)計：1、實驗器材器件名稱數(shù)量備注器件名稱數(shù)量備注74LS001二輸入與非74LS041非門74LS081二輸入與門74LS201四輸入與非74LS321二輸入或門74LS482譯碼器74LS751鎖存器74LS1611加法計數(shù)器5551定時器電阻4電容2LED3數(shù)碼管2導(dǎo)線若干161全加器搶答按鈕75鎖存器48譯碼器顯示譯碼555秒脈沖產(chǎn)生器器48譯碼器顯示譯碼控制電路主持人開關(guān)報警燈2、脈沖產(chǎn)生電路由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，使其產(chǎn)生需要的方波作為計數(shù)器的CP脈沖，電路如下圖所示：R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U1555VCCGNDR14k7R2100kC14.7ufC20.01uUCC接+5V電源，C1為4.7Uf，C2為0.01Uf,R2為100K,R為4.7K，第3管腳為CP脈沖的輸出端,接發(fā)光二極管可測試是否有脈沖產(chǎn)生。脈沖波形圖：3、定時電路：由計數(shù)器74LS161，74LS48和數(shù)碼管構(gòu)成。此電路用一片74161來實現(xiàn)模9的計數(shù)器，用同步置數(shù)法來實現(xiàn)，當(dāng)計數(shù)到1000后，搶答無效。利用到1000時的狀態(tài)，可以領(lǐng)用最高位Q3輸出的高電平取非與脈沖信號相與，使