四人智力競賽搶答器

1、 課程設(shè)計成果說明書 題 目： 四人智力競賽搶答器 學(xué)生： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 班 級： 指導(dǎo)教師: 浙江海洋學(xué)院教務(wù)處2021年5 月22 日僅供學(xué)習(xí)參考 浙江海洋學(xué)院課程設(shè)計成績評定表20212021學(xué)年 第 2 學(xué)期設(shè)計題目 四人智力競賽搶答器完成期限自 2021 年 5 月 1 日至 2021 年 5 月 20 日 共 3 周設(shè)計依據(jù)當(dāng)有選手搶答時，人的眼睛不能判斷誰先誰后，搶答器應(yīng)運(yùn)而生?？梢愿玫膸椭朔直?。設(shè)計要求及主要內(nèi)容 1.設(shè)計任務(wù)設(shè)計一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。 用數(shù)字顯示搶答倒計時間，由“9倒計到“0時，無人搶答，蜂鳴器連續(xù)響0.5秒。選手搶答時，數(shù)碼顯示

2、選手組號，同時蜂鳴器響0.5秒，倒計時停止。2.設(shè)計要求 (1)4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應(yīng)，也分別為1，2，3，4。 (2)給主持人設(shè)置一個控制按鈕，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，假設(shè)有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，同時揚(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。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 (4)搶答器具有定時9秒搶答的功能。當(dāng)主持人按下開始按鈕后，定時器開始倒計時，定時顯示器顯示倒計時間，假設(shè)無人搶答，倒計

3、時結(jié)束時，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)0.5秒。參賽選手在設(shè)定時間9秒內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)0.5秒，同時定時器停止倒計時，搶答顯示器上顯示選手的編號，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 (5)如果搶答定時已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。系統(tǒng)揚(yáng)聲器報警音響持續(xù)0.5秒，并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。 (6)用石英晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號，作為定時計數(shù)器的CP信號。 參考資料胡曉光 數(shù)字電子技術(shù)根底 高等教育出版社2021年6月陳庭勛 電子設(shè)計常用模塊與實(shí)例 浙江大學(xué)出版社2021年9月康華光 電子技術(shù)根底(模擬局部

4、) 高等教育出版社2021年5月指導(dǎo)教師簽字日期 目錄 一 .前言 2 二.四人智力競賽搶答器 2 1設(shè)計目的 2 2設(shè)計任務(wù)與要求 2 1設(shè)計任務(wù) 2 2設(shè)計要求 23 四人智力競賽搶答器的設(shè)計原理 44 搶答電路的設(shè)計 5 1以鎖存器為中心的編碼顯示電路 5 2脈沖產(chǎn)生電路 5五. 倒計時顯示電路 6六音響電路 7七整體電路 8八結(jié)語 8九參考資料 98 四人智力競賽搶答器的設(shè)計 東?？茖W(xué)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電系 浙江 舟山 31600 摘要 利用軟件對4路競賽搶答器進(jìn)行設(shè)計與仿真。四人智力競賽搶答器電路主要由搶答電路、倒計時電路、影響電路等構(gòu)成。結(jié)果說明，該方法仿真效果真實(shí)、準(zhǔn)確，設(shè)計出的16路

5、競賽搶答器具有實(shí)用性強(qiáng)，操作簡單，本錢低廉的特點(diǎn)。 一前言  隨著計算機(jī)與微電子技術(shù)的開展，電子設(shè)計自動化技術(shù)(Electronic Design Automation，EDA)領(lǐng)域已成為電子技術(shù)開展的主體。EDA是在電子CAD技術(shù)根底上開展起來的計算機(jī)軟件系統(tǒng)，它在教學(xué)、科研、產(chǎn)品設(shè)計與制造等方面發(fā)揮著巨大的作用 競賽搶答器系統(tǒng)是工廠、學(xué)校和電視臺等單位舉辦各種智力競賽等娛樂活動中經(jīng)常使用的重要根底設(shè)備之一。目前設(shè)計搶答器的方法很多，采用EDA可以更加快速、靈活地設(shè)計出符合各種要求的搶答器?；贛ultisim 10軟件平臺設(shè)計了4路競賽搶答

6、器系統(tǒng)，使得顯示器上能從14正確顯 示選手的編號。此外，還設(shè)計了搶答倒計時最后0.5S報警提示電路。這種設(shè)計思路清晰，電路功能齊全，可滿足搶答器的實(shí)際使用要求。 二.四人智力競賽搶答器1.設(shè)計目的（1） 掌握四人智力競賽搶答器電路的設(shè)計、組裝與調(diào)試方法。（2） 熟悉數(shù)字集成電路的設(shè)計和使用方法。2.設(shè)計任務(wù)與要求 1.設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。 用數(shù)字顯示搶答倒計時間，由“9倒計到“0時，無人搶答，蜂鳴器連續(xù)響0.5秒。選手搶答時，數(shù)碼顯示選手組號，同時蜂鳴器響0.5秒，倒計時停止。 2.設(shè)計要求 (1)4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，

7、按鈕的編號與選手的編號對應(yīng)，也分別為1，2，3，4。 (2)給主持人設(shè)置一個控制按鈕，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，假設(shè)有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，同時揚(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。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 (4)搶答器具有定時9秒搶答的功能。當(dāng)主持人按下開始按鈕后，定時器開始倒計時，定時顯示器顯示倒計時間，假設(shè)無人搶答，倒計時結(jié)束時，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)0.5秒。參賽選手在設(shè)定時間9秒內(nèi)搶答有效，搶答成功，揚(yáng)聲器響，音響持續(xù)0.5秒，同時

8、定時器停止倒計時，搶答顯示器上顯示選手的編號，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 (5)如果搶答定時已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。系統(tǒng)揚(yáng)聲器報警音響持續(xù)0.5秒，并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。 (6)用石英晶體振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號，作為定時計數(shù)器的CP信號。三 四人智力競賽搶答器的設(shè)計原理 電路主要由脈沖產(chǎn)生電路、鎖存電路、編碼及譯碼顯示電路、倒計時電路和音響產(chǎn)生電路組成。當(dāng)有選手搶答時，首先鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再經(jīng)4線7段譯碼器將數(shù)字顯示在顯示器上同時產(chǎn)生音響。主持人宣布開始搶答時，倒計時電路啟動由9計到

9、0，如有選手搶答，倒計時停止。電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1：四、搶答電路的設(shè)計   1以鎖存器為中心的編碼顯示電路  搶答信號的判斷和鎖存可采用觸發(fā)器或鎖存器。假設(shè)以四D觸發(fā)器74LS175為中心構(gòu)成編碼鎖存系統(tǒng)，編碼的作用是把鎖存器的輸出轉(zhuǎn)化成8421BCD碼，進(jìn)而送給7段顯示譯碼器。其真值表： 鎖存器編碼真值表 鎖存器輸出 編碼器輸出 Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 工作原理：四D觸發(fā)器74LS175的輸出Q非控制顯示模塊顯示組號當(dāng)無人

10、搶答時，4個D觸發(fā)器的輸出Q非相與，為“1時，脈沖能夠進(jìn)入觸發(fā)器，有一人搶答時，與門中有一個變?yōu)椤?，使不能進(jìn)入觸發(fā)器，從而防止其他人搶答。并停止計時，將與非后的信號用于控制聲音模塊報警。 2) 脈沖產(chǎn)生電路：3)工作原理：該模塊為由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器。并以74LS160做10分頻,產(chǎn)生10Hz和1Hz的脈沖信號。五、倒計時顯示電路該電路可采用十進(jìn)制同步減計數(shù)器74LS190，主持人宣布開始時，按下按鈕，同時使計數(shù)器置數(shù)為“9，并在脈沖作用下開始倒計時并在顯示器上顯示，到零止。  工作原理：由74LS190十進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)，其輸出端驅(qū)動BCD數(shù)碼器。160的進(jìn)位輸

11、出反相信號進(jìn)位信號和搶答信號控制1HzCP信號的輸入，即計數(shù)到0時不會倒回9再計時，也控制計數(shù)到時搶答模塊不許再搶答同時聲音模塊塊報警。190的MR接收搶答模塊的信號，當(dāng)搶答模塊復(fù)位時190也復(fù)位。六、音響電路 由主持人、選手、倒計時共同控制它的輸入，使其在主持人開始、選手搶答、倒計時到零時都能鳴叫。7、 整體電路八、結(jié)語  利用軟件對4路競賽搶答器的設(shè)計進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明該電路設(shè)計合理，具有比擬可靠的工作方式和更強(qiáng)的適用性，到達(dá)了預(yù)期的設(shè)計目的和要求。所設(shè)計的搶答器電路采用組合邏輯和時序邏輯電路設(shè)計，無需編程語言，具有電路簡單，本錢低廉，操作方便，靈敏可靠。易于制作等優(yōu)點(diǎn)，而且在實(shí)際生活中具有很強(qiáng)的實(shí)用性。九、參考資料1胡曉光 數(shù)字電子技術(shù)根底 高等教育出版社2021年6月2陳勛庭 電子設(shè)計常用模塊與實(shí)例 浙江大學(xué)出版社2021年9月 3康華光 電子技術(shù)根底模擬局部 高等教育出版社2021年5