搶答器電子課程設(shè)計匯本

1、目錄綜述11方案設(shè)計與分析21.1方案選擇21.2芯片組成22電路設(shè)計框圖及功能描述23單元電路設(shè)計33.1按鍵識別電路33.2顯示電路43.3聲音提示電路43.4脈沖發(fā)生電路54整體電路及仿真64.1電路原理64.2電路仿真7一號選手搶答7主持人復(fù)位8二號選手搶答9三號選手搶答9互鎖功能10心得體會11參考文獻12綜述智力競賽是一種生動活潑的教育方式，而搶答就是智力競賽中非常常見的一 種答題方式。搶答能引起參賽者觀眾的極大興趣， 并且能在極短的時間，使人們 迅速增加一些科學(xué)知識和生活常識。 但是，在這類比賽中于誰先誰后搶答， 假設(shè) 是僅憑主持人的主觀判斷，就很容易出現(xiàn)錯誤，所以我們就需要一種

2、具備自動鎖 存，置位，清零等功能智能搶答器來解決這些問題。在本次設(shè)計中，將主要實現(xiàn) 以下功能：1主持人可以控制系統(tǒng)的清零與搶答開場；2搶答器應(yīng)具有互鎖 功能，某組搶答后能自動封鎖其他各組進展搶答3搶答器要有顯示的功能， 搶答一組的燈亮，并且揚聲器發(fā)聲，同時驅(qū)動數(shù)碼管顯示該組代號。10 / 141方案設(shè)計與分析1.1方案選擇方案一；繼電器搶答器。繼電器實現(xiàn)四人搶答設(shè)計，其電路要求相關(guān)方面知 識過于簡單，方案簡而易行，但方案電路中存在許多缺乏，而且本錢相對過高。方案二：模電搶答器。模電實現(xiàn)四人搶答設(shè)計本錢過高，控制精度不高，電 路操作上存在弊端。方案三：TTL搶答器。TTL數(shù)字電路實現(xiàn)四人搶答器設(shè)

3、計針對性強、可靠性 高，經(jīng)濟本錢合理。本設(shè)計米取方案三。1.2芯片組成74LS175為搶答的控制電路局部74LS148編碼器74LS48驅(qū)動數(shù)碼NE555做脈沖發(fā)生局部2電路設(shè)計框圖及功能描述根據(jù)任務(wù)要求，四人搶答器的邏輯框圖如圖2-1所示：圖2-1邏輯框圖3單元電路設(shè)計3.1按鍵識別電路電路如圖3-1所示，該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并 鎖定74LS175的功能真值表即優(yōu)先搶答者的編號；二是要使其他選手隨后的按鍵 操作無效。SW1U3:A7-<LS175u O 1 -1 _2 2 3T5Q-UUQUUC10U2:A7r. _.21TE741圖3-1按鍵識別電路其工作原

4、理為：當(dāng)主持人控制開關(guān)處于 去除時，D觸發(fā)器的清零端為低 電平，使D觸發(fā)器被強制清零，輸入的搶答信號無效。當(dāng)主持人將開關(guān)撥到開場'時，D觸發(fā)器Q非端前一狀態(tài)為高電平，四個 Q非端與在一起為高電平， 再和脈沖信號與在一起給 D觸發(fā)器的脈沖端，當(dāng)沒人搶答時，搶答信號為低電 平，Q非端均為高電平，與門U2輸出高電平在和脈沖信號與在一起給 D觸發(fā)器 脈沖端，當(dāng)一有人搶答時，搶答信號為咼電平，由于脈沖頻率很咼，瞬間就會有 一個上升沿，使D觸發(fā)器觸發(fā)，Q非端輸出低電平，經(jīng)過與門后，將低電平給脈 沖端，從而使得其他選手按鍵的輸入信號不會被接收。這就保證了搶答者的優(yōu)先 性及搶答電路的準(zhǔn)確性。中選手答復(fù)

5、完畢，主持人控制開關(guān)S是搶答電路復(fù)位，以便進展下一輪搶答。3.2顯示電路電路如圖3-2 （四個輸入端連接Q非端）所示，用二極管的亮滅代表對應(yīng)的選 手是否搶答，同時驅(qū)動數(shù)碼管顯示該選手編號圖3-2顯示電路其工作原理為：當(dāng)沒有人搶答時，Q非端輸出高電平，二極管不會發(fā)光，優(yōu) 先編碼器無有效電平輸入，輸出的高電平經(jīng)非門輸入到譯碼器中，數(shù)碼管顯示0 當(dāng)有人搶答時，對應(yīng)的的 Q非端輸出低電平，二極管發(fā)光，優(yōu)先編碼器有有效 電平輸入，最后在數(shù)碼管上會顯示對應(yīng)選手的編號。3.3聲音提示電路電路如圖3-3輸入端連接Q非端所示：其功能就是聲音提示，當(dāng)有人按 下?lián)尨疰I時揚聲器就會發(fā)出聲響。其工作原理為：當(dāng)沒有人搶答

6、時，高電平輸入與非門，揚聲器不會響，只要有人搶答，就會有低電平輸入與非門，與非門便會輸出高電平使揚聲器發(fā)出聲響。3.4脈沖發(fā)生電路電路如圖3-4所示，主要功能就是產(chǎn)生脈沖信號。其工作原理為：接通電源后，Vcc經(jīng)Ri F2給電容C充電。由于電容上電壓不 能突變，電源剛接通時u c<Vcc/3,所以555部比擬器A1輸出高電平，A2輸出 低電平，即Rd=1，Sd=0，根本RS觸發(fā)器置1,輸出端Q為高電平。此時Q=0, 使部放電管截止。當(dāng)u c上升到大于Vcc/3時，Rd=1，SD=1，根本RS觸發(fā)器狀態(tài)不變，即輸 出端Q仍為高電平，當(dāng)Vc上升到略大于2Vcc/3時，Rn=O, Sd=1，根本

7、RS觸發(fā) 器置0，輸出端Q為低電平。這時Q=1，使部放電管飽合導(dǎo)通。于是電容 c經(jīng) R2和部放電管放電，u c按指數(shù)規(guī)律減小。當(dāng)u c下降略小于Vcc/3時，部比擬器A1輸出高電平，A2輸出低電平，根 本RS觸發(fā)器置1,輸出高電平。這時，Q=0，部放電管截止。于是c完畢放電并 重新開場充電。如此循環(huán)不止，輸出端就得到一系列矩形脈沖。4整體電路及仿真4.1電路原理整體電路如圖4-1所示其工作原理為：當(dāng)主持人的復(fù)位端處于高電平即無效電平時搶答開場，四位選手只要有一位按下?lián)尨鸢存I，其他選手的搶答信號將不被接收，74LS175中搶答選手對應(yīng)的Q非端將輸出低電平，所以經(jīng)過與非門揚聲器會收到高電平信號發(fā)

8、出聲響，同時4個Q非輸出端信號進入編碼器中的1到4引腳，因為編碼器輸出低電平有效，所以編碼后經(jīng)過非門進入譯碼器驅(qū)動數(shù)碼管顯示對應(yīng)選手編號iftl=TE：C圖4-1整體電路圖4.2電路仿真一號選手搶答當(dāng)一號選手按下?lián)尨痖_關(guān)SW1時，仿真結(jié)果如圖4-2-1所示只有該選手對應(yīng)的發(fā)光二極管 D1亮，并且數(shù)碼管顯示數(shù)字1，同時揚聲器發(fā) 出聲音。圖4-2-1 一號選手搶答仿真圖主持人復(fù)位當(dāng)主持人按下復(fù)位開關(guān)，仿真結(jié)果如圖 4-2-2所示圖4-2-2主持人復(fù)位仿真圖主持人按下復(fù)位開關(guān)后，揚聲器停頓發(fā)聲，發(fā)光二極管D1瞬間熄滅，同時數(shù)碼管顯示數(shù)字0代表無人搶答。423二號選手搶答當(dāng)一號選手按下?lián)尨痖_關(guān)SW2時

9、，仿真結(jié)果如圖4-2-3所示只有該選手對應(yīng)的發(fā)光二極管 D2亮，并且數(shù)碼管顯示數(shù)字2，同時揚聲器發(fā) 出聲音。圖4-2-3二號選手搶答仿真圖三號選手搶答當(dāng)一號選手按下?lián)尨痖_關(guān)SW3時，仿真結(jié)果如圖4-2-4所示只有該選手對應(yīng)的發(fā)光二極管 D3亮，并且數(shù)碼管顯示數(shù)字3，同時揚聲器發(fā) 出聲音。圖4-2-4三號選手搶答仿真圖425互鎖功能當(dāng)四號選手搶答后，其他選手搶答均無效，仿真結(jié)果如圖4-2-5所示圖4-2-5互鎖功能仿真圖心得體會課程設(shè)計終于完成，在這個過程中我遇到了很多困難，知識的缺乏，對 畫圖和仿真軟件的不熟悉等等，這其中得到了教師的很多幫助，同時也給我 提供了一些材料。這個課題用到了數(shù)字電路

10、方面的知識，通過這次課程設(shè)計，使我對TTL等系列元器件以及其他集成電路有了一定的了解，平時課上的學(xué)習(xí)并不能很 好的理解和運用各個元件的功能，而且考試容有限，所以通過這次課程設(shè)計 過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多 的認識。剛拿到課程設(shè)計的題目，起初不知該從何下手，經(jīng)過教師指導(dǎo)設(shè) 計和對材料的講解，再到圖書館和網(wǎng)上查找大量資料，才慢慢了解課程設(shè)計。 在資料和電腦前思考的過程是苦澀的，在圖書館中查找資料的過程是也是艱 辛的，但當(dāng)課程設(shè)計完成時，那感覺是舒服的，才真正理解到?jīng)]有付出就不 會有回報的真正含義，一份耕耘一份收獲，有付出才會有回報，這個過程中 我也學(xué)會了怎樣

11、去更有效地學(xué)習(xí)，怎樣和他人共同完成任務(wù)，知道了團隊精 神的重要性，學(xué)會了怎樣快速高效的搜集自己所需的資料。其次，通過這次課程設(shè)計，加強了我動手、思考和解決問題的能力。而且，知識上的收獲重 要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程 設(shè)計必將成為我學(xué)習(xí)生涯上一個非常美好的回憶！只有理論知識是遠遠不夠 的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從而提高自己的實際動手能 力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這 畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn) 了自己的缺乏之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻， 掌握得不夠結(jié)實。以后我會主動參加一些實踐活動，進