八路搶答器電路

1、精品文檔八路搶答器課程設(shè)計(jì)課程名稱：Multisim12仿真設(shè)計(jì)班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：第歡迎下頁(yè)精品文檔摘要據(jù)統(tǒng)計(jì)，搶答器已經(jīng)成為人們生活競(jìng)賽中必不可少的電器，普及面已經(jīng)越來(lái) 越廣。隨著各種禁賽的大面積舉行，人們對(duì)搶 答器的要求也越來(lái)越高。尤其是搶答器的智能化、人性化等方面。而搶答器的人性化顯得更為重要。本次課題設(shè)計(jì)目的是：設(shè)計(jì)家用搶答器控制邏輯電路，由九個(gè)分別控制電路清零搶答以及開(kāi)關(guān)，并分別用發(fā)光二極管顯示狀態(tài)。附加按鍵提示音及定時(shí)功能。這些功能的增加都是為了提高搶答器件本身的人性化。為提高電路的穩(wěn)定性以及提高按鍵單次脈沖的穩(wěn)定度，按鍵首先經(jīng)過(guò)了74LS148芯片進(jìn)行了優(yōu)先編碼處理。為實(shí)現(xiàn)

2、搶答的人員鎖定控制，鎖定部分有74IS279組成了數(shù)字鎖存器，從而 實(shí) 現(xiàn)了搶答者的鎖存控制。鎖存控制部分主要是通過(guò)74IS279芯片構(gòu)成鎖存器，再經(jīng) 過(guò)74LS48數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)譯碼器進(jìn)行譯碼選 擇處理。主持人開(kāi)關(guān)及鎖存通過(guò)控制74IS279的R段來(lái)控制輸出通過(guò)輸出及反饋到74IS148的使能段，實(shí)現(xiàn)電路的反饋鎖存及 清零，通過(guò)led燈來(lái)顯示有人搶答問(wèn)題，定時(shí)部分由555、74IS192組成單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)定時(shí)。經(jīng)過(guò)一系列的分析、準(zhǔn)備。本次電路設(shè)計(jì)完成全部的設(shè)計(jì)要求，使大家進(jìn)一步的了解了數(shù)字邏輯早現(xiàn)實(shí)生活中的具體應(yīng)用，也加深大家對(duì)數(shù)字邏輯的印 象。第歡迎下頁(yè)精品文檔本次試驗(yàn)關(guān)鍵字：搶答、定時(shí)、清零目

3、錄摘要、才、刖言- 2- 4第一章設(shè)計(jì)要求51.1基本要求-51.2提高要求-5第二章系統(tǒng)的組成及工作原理- 62.1系統(tǒng)的組成框圖- 6第歡迎下頁(yè)精品文檔22 系統(tǒng)的工作原理第三章電路設(shè)計(jì)7-83.1搶答電路的設(shè)計(jì)83.2定時(shí)電路的設(shè)計(jì)10參考文獻(xiàn)- 11附錄（元件清單）-11第歡迎下頁(yè)精品文檔、八 、，刖言進(jìn)入21世紀(jì)越來(lái)越來(lái)多的電子產(chǎn)品出現(xiàn)在人們的日常生活中，例如企業(yè)、學(xué)校和電視臺(tái)等單位常舉辦各種智力競(jìng)賽，搶答 記分器是必要設(shè)備。過(guò)去在舉行的各種競(jìng)賽中我們經(jīng)?？吹接袚?答的環(huán)節(jié)，舉辦方多數(shù)采用讓選手通過(guò)舉答題板的方法判斷選手 的答題權(quán)， 這在某種程度上會(huì)因?yàn)橹鞒秩说闹饔^誤斷造成比賽的 不

4、公平性。 人們于是開(kāi)始尋求一種能不依人的主觀意愿來(lái)判斷的 設(shè)備來(lái)規(guī)范比賽。因此，為了克服這種現(xiàn)象的慣性發(fā)生人們利用 各種資源和條件設(shè)計(jì)出很多的搶答器，從最初的簡(jiǎn)單搶答按鈕， 到后來(lái)的顯示選手號(hào)的搶答器，再到現(xiàn)在的數(shù)顯搶答器，其功能在一天的趨于完善不但可以用來(lái)倒計(jì)時(shí)搶答，計(jì)分顯示等等功 能，也使比賽更突顯其公平公正的原則。今天隨著科技的不斷進(jìn)步搶答器的制作也更加追求精益求 精，人們擺脫了耗費(fèi)很多元件僅來(lái)實(shí)現(xiàn)用指示燈和一些電路來(lái)實(shí) 現(xiàn)簡(jiǎn)單的搶答功能，使第一個(gè)搶答的參賽者的編號(hào)能通過(guò)指示燈 顯示出來(lái)，避免不合理的現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)有更高要求無(wú)法實(shí)現(xiàn)，例 如參賽人數(shù)的增加。隨著數(shù)字電路的發(fā)展， 數(shù)字搶答器誕

5、生了，它易于擴(kuò)展， 可靠性好， 集成度高，而且費(fèi)用低，功能更加多樣 話，是一種高效能的產(chǎn)品。而如今在市場(chǎng)上銷售的搶答器大多采 用可編程邏輯元器件，本次設(shè)計(jì)主要利用常見(jiàn)的74LS系列集成電路芯片和555芯片，并通過(guò)劃分功能模塊進(jìn)行各個(gè)部分的設(shè)第歡迎下頁(yè)精品文檔計(jì)，最后完成了八路智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)。第一章設(shè)計(jì)要求1.1基本要求（1）搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽， 分別用8個(gè)按 鈕SO S7表示。（2）設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)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(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng) 的編號(hào)，揚(yáng)聲器發(fā)出聲響提示，并在數(shù)碼管上顯示選手號(hào)碼。選 手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存

6、，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將 系統(tǒng)清除為止。1.2提高要求（1）搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè) 定 （如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)”開(kāi)始鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)。同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的響聲， 響聲持續(xù)0.5秒左右。發(fā)光二極管 燈亮。（2）參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。（3）如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。第歡迎下頁(yè)精品文檔第二章系統(tǒng)的組成及工作原理2.1系統(tǒng)的組成框圖基本原理設(shè)計(jì)框圖如圖所示，主要分主持人和選手分別進(jìn)行 分析設(shè)計(jì)

7、。K 2電路圖圖？ 定時(shí)電路其一是各路選手搶答后產(chǎn)生的高低電平直接經(jīng)過(guò)優(yōu)先編碼電路，然后經(jīng)過(guò)鎖存器，譯碼電路到七段數(shù)碼顯示器同時(shí)，由秒脈 沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生的秒脈沖驅(qū)動(dòng)定時(shí)電路工作，主持人開(kāi)關(guān)通過(guò)控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整體電路的調(diào)節(jié)；本類定時(shí)搶答器的總體方框圖 如圖1所示。2.2系統(tǒng)的工作原理：電路包括主體電路和擴(kuò)展電路兩部分。其中主體電路完成基本的搶答功能，即主持人按下控制開(kāi)關(guān)后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，數(shù)碼管顯示選手編號(hào)，同時(shí)封鎖輸入電路，其他選手搶答無(wú)效。圖1所示電路的工作過(guò)程是：接通電源后，主持人將控制開(kāi)關(guān)置第歡迎下頁(yè)精品文檔于“清除”處，此時(shí)搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，選手不能進(jìn)行搶答，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定

8、的時(shí)間（30s），當(dāng)主持人將控制開(kāi)關(guān)置于“開(kāi)始”時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出聲響，搶答器處于工作狀態(tài)，同時(shí)定時(shí) 器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，電路要完成以下功能：（1）優(yōu)先編碼電路判斷搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存， 然后通過(guò)譯碼顯示電路在數(shù)碼管上顯示搶答者的編號(hào)；（2）控制電路對(duì)其余輸入編碼進(jìn)行封鎖，禁止其他選手進(jìn)行搶 答；（3）控制電路要使定時(shí)器停止工作，數(shù)碼管上顯示剩余的搶答 時(shí)間，當(dāng)選手將問(wèn)題回答完畢，主持人操作控制開(kāi)關(guān)進(jìn)行系統(tǒng)清 零，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。當(dāng)定時(shí) 時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁 止選手超時(shí)后搶答。第歡迎下頁(yè)精品文檔

9、第二章電路設(shè)計(jì)3.1搶答電路的設(shè)計(jì)其工作原理是：當(dāng)主持人控制開(kāi)關(guān)處于“清零”位置時(shí)，RS觸發(fā)器的R端為低電平，輸出端（4Q- 1Q全部為低電平。于是74LS48的BI=O，顯示器滅燈；74LS148的選通輸入端ST=O, 74LS148處于工作狀態(tài)，此時(shí)鎖存電路不工作。當(dāng)主持人將開(kāi)關(guān) 撥到“開(kāi)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)，既搶答器處于等待工作狀態(tài)，等待輸入端I7、16、15、I4、I3、I2、I1、I0輸入信號(hào)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5）,74LS148的輸出Y2Y1Y0=010 YEX=0經(jīng)RS鎖存器后，CTR=1 BI=1，此時(shí)74LS279處于工作狀態(tài)，4Q

10、3Q2Q=10,1經(jīng)74LS48譯 碼后，顯示器顯示出“5”。此外，CTR=1使74LS148的ST端 為高電平，74LS148處于禁止工作狀態(tài)， 封鎖了其它按鍵的輸入。當(dāng)按下的鍵松開(kāi)后，74LS148的YEX高電平， 但由于CTR維持高 電平不變， 所以74LS148仍處于禁止工作狀態(tài)，其它按鍵的輸入 信號(hào)仍不會(huì)被接受。這就保證了搶答者的優(yōu)先性以及搶答電路的 準(zhǔn)確性。當(dāng)優(yōu)先搶答者回答完問(wèn)題后，主持人操作控制開(kāi)關(guān)S,使搶答電路復(fù)位，以便進(jìn)行下一輪搶答。第歡迎下頁(yè)3.2計(jì)時(shí)電路：原理及設(shè)計(jì)：該部分主要由555定時(shí)器秒脈沖產(chǎn)生電路、 十進(jìn) 制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192減法計(jì)數(shù)電路、74LS48譯

11、碼電路和2個(gè)7段數(shù)碼管即相關(guān)電路組成。 具體電路如圖3.2.2所示。兩塊74LS192實(shí)現(xiàn)減法計(jì)數(shù)，通過(guò)譯碼電路74LS48顯示到數(shù)碼管上， 其時(shí)鐘信號(hào)由時(shí)鐘產(chǎn)生電路提供。74192的預(yù)置數(shù)控制端實(shí)現(xiàn)預(yù)置數(shù)，由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過(guò)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)鐘脈沖由精品文檔95ITMlU/A/4I S-U4WS1A:pU4L741 SfliNU4D秒脈沖電路提供。按鍵彈起后，計(jì)數(shù)器開(kāi)始減法計(jì)數(shù)工作，并將 時(shí)間顯示在共陰極七段數(shù)碼顯示管DPY_7-SEG上，當(dāng)有人搶答第 0歡0下頁(yè)精品文檔時(shí)，停止計(jì)數(shù)并顯示此時(shí)的倒計(jì)時(shí)時(shí)間；如果沒(méi)有人搶答，且倒 計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)， 輸出低電平到時(shí)序控制電路，控制報(bào)警電路報(bào) 警，同時(shí)以后選手搶答無(wú)效。模擬電路圖如下：vcc12VUHAI jM3 F|Mt rtJt製才THSn.:-L-R*UD3l&fflBuo口o 0REJinLTKi741 MAN定時(shí)電路第歡1下頁(yè)譏亡12V-ilB“I S197