四人智力競賽搶答器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、四人電子搶答器二、設(shè)計(jì)功能1基本功能(1) ?搶答器同時供4名選手比賽，分別用4個按鈕key5?key8表示。( 2) ?設(shè)置一個系統(tǒng)重置和搶答控制開關(guān) start ( key1 )，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(yáng)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(shí)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。2. 擴(kuò)展功能( 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(30 秒)。當(dāng)主持人啟動 " 開始" 鍵后，定時器進(jìn)行減計(jì)時。( 2) ?參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進(jìn)行搶答

2、，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)在設(shè)定的搶答時間內(nèi)如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，3. 自主功能( 1) ?搶答器具有自動計(jì)時功能，當(dāng)有選手搶答答題時間( 10 秒)自動開始。( 2) ?報(bào)警電路設(shè)計(jì)：當(dāng)答題時間和搶答時間將到或結(jié)束(還剩3 秒時)發(fā)出蜂鳴聲結(jié)束答題。( 3)每個選手有一個記分板，答對題目可以由主持人控制start 鍵給予加分。每加一分響一次。( 4)長按 start 可以自動準(zhǔn)備計(jì)時和系統(tǒng)清零，短按開始計(jì)時和暫停。三、原理電路設(shè)計(jì)：1 、方案搶答電路：使用 74175作為鎖存電路，當(dāng)有人搶答時，

3、 利用鎖存器的輸出信號 號將時鐘脈沖置零，74175立即被鎖存，同時蜂鳴器鳴叫1s,這時搶答無效，使用 74 1 48作為編碼器，對輸入的型號進(jìn)行編碼。輸出在共陽數(shù)碼管顯示主持人電路：（1利用2個74168計(jì)數(shù)器作為倒計(jì)時的芯片，當(dāng)主持人按下?lián)尨鸢粹o時， 2 個74168被置29，同時將開始倒計(jì)時。假如在30秒內(nèi)有人搶答，則計(jì)數(shù)器停止倒計(jì) 時，將鎖存器鎖存，禁止選手搶答，蜂鳴器鳴叫一秒，停止倒計(jì)時。（2） 利用4個74160分別控制4位選手的得分，分別顯示在 4個共陽數(shù)碼管。 每得1分響一下（3） start鍵輸出后分為兩路，一路是進(jìn)入 key模塊，一路控制30秒倒計(jì)時。 其中為了區(qū)分重置計(jì)時

4、電路和暫停計(jì)時電路。根據(jù)線路的特點(diǎn)，一個接到 T觸發(fā)器 進(jìn)行短按控制，一個只接到除顫電路通過 100hz的控制進(jìn)行長按控制。顯示電路和分頻電路上課老師講的很具體明了就不一一詳敘。2、單元電路設(shè)計(jì)（1）、鎖存器電路的設(shè)計(jì)鎖存器電路采用以74175為中心的鎖存器系統(tǒng)，當(dāng)4個搶答輸入端中出現(xiàn)低電平 輸入時信號時，鎖存器立即鎖存，禁止搶答， 其原本為4個高電平的輸出端也變成3 高一低，可以利用一個4輸入與非門將其與非，再接一個非門后，可以與 74175的 時鐘信號相與非，使得CLK端的輸入信號為底電平，從而阻止其余選手的搶答，從 而達(dá)到鎖存的目的74175的真值表如下：InputBiOUtpiiLSC

5、learClockDLXXLHTHMLHTLLHHLXQq鎖存器的單元電路設(shè)計(jì)如下：（2）、編碼器電路的設(shè)計(jì)編碼器采樣74148作為編碼芯片，將輸入的信號進(jìn)行編碼，然后輸出2二進(jìn)制碼, 由于74175為優(yōu)先編碼其，故需要將其未用到的高優(yōu)先級的端和 74175的輸出的4 與非端進(jìn)行連接，避免在無人搶答時輸出型號。 74ls148的真值表如右圖：編碼器電路如下：（4）、倒計(jì)時電路的設(shè)計(jì)1.30秒倒計(jì)時倒計(jì)時電路采用74168作為倒計(jì)時芯片，分別并將其輸入端置 2和9, clk信號 輸入端采樣1hz的信號輸入。同時可以使長按重置，短按暫停和開始。主要是通過 key板塊的T觸發(fā)器完成的。倒計(jì)時單元電路

6、如下：2.10 秒倒計(jì)時倒計(jì)時電路采用 74168 作為倒計(jì)時芯片，并將其輸入端置 9，clk 信號輸入端采 樣 1hz 的信號輸入。然后在外部通過1、2、3、4的與門輸入，key_done控制T觸發(fā)器輸出保持脈沖再通過 5、 6、 7 號線的或門來控制一個開始的輸入實(shí)現(xiàn)搶答后的自動開始計(jì)時。（5）、蜂鳴器的設(shè)計(jì)通過或非門、 與門和或門的控制使得在倒計(jì)時器在倒數(shù)最后三秒時響。 到0 時停 止聲響。（ 6）、記分電路通過4個74160的分別控制4個顯示器。輸入端時key板塊后面的輸出。3、整體電路。四、電路和程序調(diào)試過程與結(jié)果：本電路在連接后，經(jīng)測試，各部分的功能均能實(shí)現(xiàn)，顯示正確。五、總結(jié)本電

7、路使用了鎖存器， 編碼器等構(gòu)成， 倒計(jì)時電路使用了 74 1 68等電路實(shí)現(xiàn)倒計(jì) 時，并利用使能端及門電路，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)鎖存，鳴叫，清零等功能，總結(jié)如下：優(yōu)點(diǎn)：電路功能原理清晰，各項(xiàng)功能均達(dá)到了要求，顯示準(zhǔn)確，反應(yīng)靈敏，無競 爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象，基本滿足了普通競賽的搶答要求。缺點(diǎn)：必須長按選手鍵才能加分。心得體會 ：1. 開始根據(jù)書上的提示想實(shí)現(xiàn)電子搶答器的基本功能， 結(jié)果一個都不能實(shí)現(xiàn)。 然 后利用仿真才知道書上的 key 板塊電路的與非門和或門的使用是錯的。改正之后才 能實(shí)現(xiàn)電子搶答器的基本功能。2. 在設(shè)計(jì)倒計(jì)時電路時， 開始現(xiàn)在網(wǎng)上找到了一些資料。 當(dāng)時書上推薦的是 74190. 最后經(jīng)過試驗(yàn)，我

8、感覺 74168更能滿足我的需要。在完成 30秒倒數(shù)的時候 .我覺得 不如在答題期間也加上一個 10 秒的倒數(shù)。對此，我開始也想大改一下電路。后面一 想也不用，就把原來的電路不顯示就可以了。3. 在設(shè)計(jì)完倒計(jì)時電路之后， 我參考了設(shè)計(jì)數(shù)字鐘的報(bào)時功能， 加以改進(jìn)讓我的 倒計(jì)時在倒數(shù) 3秒的時候能倒計(jì)時。但是出現(xiàn)一個問題就是 0秒的時候會一直響， 這樣開始還沒計(jì)數(shù)的時候會很麻煩。這個時候我加以取巧，使得在 1 秒的時候才響 這樣才算解決了這個問題。4. 設(shè)計(jì)加分器的時候， 我開始設(shè)計(jì)的是每次加分是每個都加分， 后面實(shí)在想不出 來，就用 1、2、3、4 號線分別控制一個 74160.但是這樣的話每

9、次加分有一套很復(fù)雜 的按鍵順序。后面刪減了一些，變成長按選手鍵才能加分的結(jié)果。5. 設(shè)計(jì)完 30秒倒計(jì)時的時候，要一個單獨(dú)的按鍵才能置位，但是暫停還是利用 start 鍵，然后我分析了一下，把 reset 鍵直接和 start 鍵用一條線。這樣，利用 T 觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)了長按 start 鍵重置時間，短按可以暫停和開始。這個有點(diǎn)類似 ios 系 統(tǒng)的清理后臺軟件。6. 最后我的一項(xiàng)設(shè)計(jì)就是完善倒計(jì)時電路， 我想讓每個倒計(jì)時都能自動開始。 之 前的 30 秒搶答器已經(jīng)完成，就剩下 10秒的搶答器。這次我用的是實(shí)驗(yàn)的方法把我 認(rèn)為的可以完成這項(xiàng)自動開始的設(shè)計(jì)都試了一下。最后利用一個置位，兩個開始才 能完成這個自動。在這一塊的原理分析，我做的不是很好，主要是實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橛行?地方感覺和我原來在書里學(xué)的不太一樣。通過這次課程設(shè)計(jì)， 我很感謝老師在課程開始的時候?qū)ξ覀兊幕?/p>