數(shù)電四人搶答器地課程設(shè)計(jì)

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案智力競賽搶答器課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)院 _ 西安電子科技大學(xué)長安學(xué)院_專業(yè)_ 軟件工程 _年級(jí)班別 _2009 級(jí) 09421 班 _ _學(xué)號(hào) 09421074學(xué)生姓名 _楊曉雄 _2011 年12 月20日智力競賽搶答器課程設(shè)計(jì)一 . 課程設(shè)計(jì)的題目：四人智力競賽搶答器。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案二 . 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求：1. 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一臺(tái)可供 4 名選手參加比賽的智力競賽搶答器。用數(shù)字顯示搶答倒計(jì)時(shí)間，由“ 9”倒計(jì)到“ 0”時(shí)，無人搶答，蜂鳴器連續(xù)響1 秒。選手搶答時(shí)，數(shù)碼顯示選手組號(hào)，同時(shí)蜂鳴器響1 秒，倒計(jì)時(shí)停止。2. 設(shè)計(jì)要求(1)4 名選手編號(hào)為： 1，2，3，4。各有一個(gè)搶答按

2、鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)對(duì)應(yīng)，也分別為 1， 2， 3， 4。(2) 給主持人設(shè)置一個(gè)控制按鈕， 用來控制系統(tǒng)清零 （搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。(3) 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，該選手編號(hào)立即鎖存， 并在搶答顯示器上顯示該編號(hào)， 同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路， 禁止其他選手搶答。 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) 搶答器具有定時(shí)（ 9 秒）搶答的功能。當(dāng)主持人按下開始按鈕后，定時(shí)器開始倒計(jì)時(shí)，定時(shí)顯示器顯示倒計(jì)時(shí)間，若無人搶答，倒計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù) 1 秒。參賽選手在設(shè)定時(shí)間（ 9 秒）內(nèi)搶答有效，搶

3、答成功，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù) 1 秒，同時(shí)定時(shí)器停止倒計(jì)時(shí)，搶答顯示器上顯示選手的編號(hào)，定時(shí)顯示器上顯示剩余搶答時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。(5) 如果搶答定時(shí)已到，卻沒有選手搶答時(shí)，本次搶答無效。系統(tǒng)揚(yáng)聲器報(bào)警（音響持續(xù) 1 秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器顯示 0。(6) 可用石英晶體振蕩器或者 555 定時(shí)器產(chǎn)生頻率為 1Hz 的脈沖信號(hào)，作為定時(shí)計(jì)數(shù)器的 CP信號(hào)。三 . 原理電路和程序設(shè)計(jì)：1數(shù)字搶答器總體方框圖如圖 11、1 所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到 " 清除 " 狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)， 編號(hào)

4、顯示器滅燈， 定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置開始 " 狀態(tài)，宣布 " 開始 " 搶答器工作。 定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示 , 當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示零。如果再次搶答必須由主持人再次操作 " 清除 " 和 " 開始 " 狀態(tài)開關(guān)。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案圖 11、1 數(shù)字搶答器框圖2單元電路設(shè)計(jì)(1) 搶答器電路參考電路如圖 11、所示。該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選

5、手按鍵操作無效。工作過程：開關(guān) S 置于 " 清除 " 端時(shí)， RS觸發(fā)器的 端均為，個(gè)觸發(fā)器輸出置，使 74LS148的 ，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān) S 置于 " 開始 " 時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S4），74LS148的輸出 經(jīng) RS鎖存后，1Q=1,74LS48處于工作狀態(tài)， Q Q Q=100, 經(jīng)譯碼顯示為 "4" 。此外， 1，使 74LS148 ，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時(shí)， 74LS148的 此時(shí)由于仍為，使ST，所以 74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次

6、按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將開關(guān)重新置 清除 " 然后再進(jìn)行下一輪搶答。 74LS148為線線優(yōu)先編碼器 .精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案22Key = SpaceVCC105VJ5J11U11AU16AU13A74LS32DKey = 174LS32DJ2U92U174LS21D109325D0A01D1Q117Key = 245628 12D1A162D2QD2A2J3767131483D3Q981D3VCC3134D4Q122D4GS155D5QD5EO146D6Q153D6177D7Q164D7Key = 3188D8Q195EIJ414OC1174L

7、S148DENGKey = 474LS373N120圖 11、 數(shù)字搶答器電路(2) 定時(shí)電路VCC5VVCC8U21U14U6U18VCC413AK153713C4RSTOUT31AQA251AOA1214BR110BQB662BOB1115C7DIS9CQC776COC108D15k DQDDODE3 611OE992111331510FTHR14LOADBO125LTOF1412G2CLRCO4RBIOGTRI5BI/RBOLM555CMUPR254CONDOWN74LS48D68k 1GND74192N01C2C1185uF10nFJ5R31640Key = Space圖 11、3 可

8、預(yù)置時(shí)間的定時(shí)電路由節(jié)目主持人設(shè)定一次搶答的時(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)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器 74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體電路如圖 11、 3 所示。（ 3）報(bào)警電路精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案U14153VCCAQA5V12BQB106CQC97DQD111LOADBO131412U12BCLRCO5UP4DOWN74LS08D14U1074192NR19VCCU2729U1100k| ?11RINTQ 63U11ARTCT32610CT5341D1Q57104A1Q172D2Q69VCCA23D3Q5BBUZZER8984134D

9、4Q12C3GND200 Hz5D5Q0146D6Q1574LS21D7177D7Q16SN74121N188D8Q1910uF1 OC11 ENG74LS373N(4) 零點(diǎn)鎖存電路U14U915AQA310D0A091BQB2U19D11D1A1710CQC612D2A269DQD713D3114D4GS1113215LOADBO1D5EO14122 3CLRCOD674F04N4D75UP5EI4DOWN74LS148D74192N（ 5）時(shí)序控制電路時(shí)序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：主持人將控制開關(guān)撥到" 開始 " 位置時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)人

10、正常搶答工作狀態(tài)。當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答電路和定時(shí)電路停止工作，倒計(jì)時(shí)歸零。當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無人搶答時(shí), 搶答電路和定時(shí)電路停止工作。秒脈沖波形四 . 元件選擇1.集成電路： 74LS148 1片74LS3731片74LS482片74LS192 1片NE5551片74LS00 2片74LS121 2片74LS211片74LS32 1片74LS081 片2.電阻|： 100K 2只40 2只 15k l 只68k l只精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案4.其它：共陰極顯示器2 只 ,，PBNO開關(guān) 4 只，五 , 整體電路及軟件仿真的效果圖以及仿真調(diào)試結(jié)果分析VCC5V14U10R19VCC9RIN

11、T19100k| ?11Q6RTCT2010CT3A141VCC5A2QC327BGND7SN74121N10uF0R3100k|?14U4509VCCRINT5211610RTCTQCT3C553A14Q 1A25BGND10uF7SN74121N010Key = SpaceVCC5VJ5J11Key = 1J22Key = 2VCCJ33Key = 3J44Key = 4VCC5V14U10R19VCC9RINT19100k| ?11Q 6RTCT2010CT3A141VCC5A2QC327BGND7SN74121N10uF0R3100k|?14U4509RINTVCC52116RTCTQ

12、10CT3C553A141A2Q5B10uFGND7SN74121N010Key = SpaceVCC5VJ5J11Key = 1J22Key = 2VCCJ33Key = 3J44Key = 4U27BUZZER200 HzU15BUZZER200 HzU27BUZZER200 HzU15BUZZER200 Hz8U21VCCR14RSTOUT37DIS15k| ?37366THR2TRIR25LM555CMCON68k| ?35 GND 1C2C15uF10nF0U3A74LS08DU131D1Q254562D2Q7673D3Q8894D4Q135D5Q1214156D6Q17167D7Q

13、18198D8Q1 OC11 ENG74LS373N8U21VCCR14RSTOUT37DIS15k| ?37366THR2TRIR25LM555CMCON68k| ?35 GND 1C2C15uF10nF0U3A74LS08DU131D1Q254562D2Q7673D3Q8894D4Q135D5Q1214156D6Q177D7Q1618198D8Q1 OC11ENG74LS373N39U12B74LS08DU12A974LS08D22U11A74LS21D1239U12B74LS08DU12A974LS08D22U11A74LS21D12U64542U18713AKC461AOA1243BB

14、OBC472114448COC32DU146DOD1038E3OE940FLTOF15G51441RBIOG1534AQABI/RBO1BQB210CQC674LS48D097DQD11LOADBO131412CLRCO215UP0114DOWN74192N51U20FU19D74F04N74F04NR93140| ?U16AU13A74LS32D2974LS32DU2A30U913U5U1774F04N24109713AKD0A0AOABC2811714U7B11225D1A1BOBC12D2A26332COC1126D1361016D3DOD17E1149D4GSOEF1574F04N18

15、2D5EO153LTOF1523G3D6U8C5RBIOG144D7344BI/RBO5EI74LS148D74F04N74LS48DU64542U18713AKC461AOA1243BBOBC472114448COC32DU146DOD1038E3OE940FLTOF15G51441RBIOG1534AQABI/RBO12BQB106CQC74LS48D097DQD11LOADBO131412CLRCO215UP0114DOWN74192N51U20FU19D74F04N74F04NR93140| ?U16AU13A74LS32D2974LS32DU2A30U913U5U172410974F

16、04N713AKD0A0AOABC2811714U7B11225D1A1BOBC12D2A26332COC1126D1361016D3DOD17E1149D4GSOEF1574F04N182D5EO153LTOF1523G3D6U8C5RBIOG144D7344BI/RBO5EI74LS148D74F04N74LS48D精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案555 的秒脈沖圖六 . 工作原理1. 置數(shù)：通過單刀雙擲開關(guān)將 74ls192 的 load 輸入端先置為高電平，使 74ls192 實(shí)現(xiàn)置數(shù)功能，將其置為 1001，再通過開關(guān)，將 load 輸入端先置為低電平，使其開始倒計(jì)時(shí)。2. 當(dāng)主持人按下開始按鈕

17、時(shí) , 蜂鳴器響，選手開始搶答 , 并且倒計(jì)時(shí)開始倒計(jì) , 當(dāng)有任何一個(gè)選手按下按鈕時(shí) LS148被鎖存 , 蜂鳴器響，其他選手按下無效 , 同時(shí)倒計(jì)時(shí)制止 , 數(shù)碼管顯示剩余時(shí)間和選手對(duì)應(yīng)的號(hào)碼 , 倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示為 0，蜂鳴器響，禁止選手搶答。 主持人再置為開始狀態(tài) , 其他選手才可以繼續(xù)搶答 , 倒計(jì)時(shí)從新倒計(jì) , 進(jìn)入下一個(gè)搶答狀態(tài) .3. 當(dāng)無選手按按鈕是 , 倒計(jì)時(shí)繼續(xù)直到倒計(jì)時(shí)為零 , 此時(shí)零點(diǎn)到的信號(hào)將 LS148 鎖存 , 選手再按下按鈕無效 , 同樣只有當(dāng)主持人清零后再置為開始狀態(tài) , 其他選手才可以繼續(xù)搶答。4. 鎖存的實(shí)現(xiàn) :LS373 的有信號(hào)輸入時(shí)，通過 74LS

18、21將信號(hào)反饋回 74LS373 的使能端 EI, 此時(shí) LS373被高電平鎖住，停止工作，禁止其它選手搶答，同時(shí)將低電平信號(hào)反饋回 74ls192 的倒計(jì)時(shí)輸入端，使其停止工作，保持剩余搶答時(shí)間。當(dāng)?shù)褂?jì)時(shí)為 0 時(shí)，通過 74LS32將信號(hào)反饋回 74LS148的使能端 EI ，此時(shí) LS148 被鎖在低電平，停止工作，禁止有選手超時(shí)搶答，同時(shí)將低電平信號(hào)反饋回 74ls192 的倒計(jì)時(shí)輸入端，使其停止工作，停止倒計(jì)時(shí)。主持人通過單刀雙擲開關(guān)對(duì) LS373 和 LS148 的使能端的控制來清除鎖存信號(hào) , 并使得搶答器重新工作。七總結(jié)精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案1、通過這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我動(dòng)手、思考和解決問題的能力。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中， 我總共想過兩個(gè)方案， 另一個(gè)方案弄了兩天， 原理圖和仿真圖都實(shí)現(xiàn)結(jié)果， 但實(shí)物結(jié)果總是實(shí)現(xiàn)不了題目的要求。 所以我又花了一天的時(shí)間做出這個(gè)方案， 這個(gè)相對(duì)另一個(gè)方案比較簡單， 包括電路原理和