四路智力競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)

1、 數(shù)電課程設(shè)計(jì)智力競(jìng)賽搶答器姓 名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 年 級(jí) 指導(dǎo)教師：郭堃 200800800050 信息工程學(xué)院 通信工程 2008級(jí) 張軍蕊四路多路智能搶答器設(shè)計(jì)前言關(guān)于這次設(shè)計(jì)的用于多人競(jìng)賽搶答的器件，在現(xiàn)實(shí)生活中很常見(jiàn)，尤其是在隨著各種智益電視節(jié)目的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的競(jìng)賽搶答器被用在了其中，這種搶答器的好處是不僅能夠鍛煉參賽選手的反應(yīng)能力，而且能增加節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)的緊張、活躍氣氛，讓觀眾看得更有情趣?？梢?jiàn)搶答器在現(xiàn)實(shí)生活中確實(shí)很實(shí)用，運(yùn)用前景非常廣泛。在知識(shí)競(jìng)賽中，特別是做搶答題時(shí)，在搶答過(guò)程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要有一個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成這個(gè)任務(wù)。如果在搶答中

2、，只靠人的視覺(jué)是很難判斷出哪組先答題。這次設(shè)計(jì)就是用幾個(gè)觸發(fā)器以及三極管巧妙的設(shè)計(jì)搶答器，使以上問(wèn)題得以解決，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。本文主要介紹了搶答器的工作原理及設(shè)計(jì)，以及它的實(shí)際用途。前言 . 1 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 2 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求 . 2 三、設(shè)計(jì)思路 . 2 四、電路設(shè)計(jì) . 2 1電路設(shè)計(jì)指標(biāo) . . 3 2仿真電路組成 . . 4 （1）四路搶答器原理 . . 4 （2）定時(shí)器實(shí)現(xiàn) . . 5 （3）計(jì)數(shù)電路 . . 6 （4）完整電路 . . 7 五、總結(jié)與體會(huì) . 7 六、參考文獻(xiàn) . 8一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)智力競(jìng)賽搶答器電路的工作原理。2學(xué)

3、習(xí)綜合數(shù)字電子電路的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和調(diào)試方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)可容納四組參賽者的數(shù)字智力競(jìng)賽搶答器。要求：每組設(shè)置一個(gè)搶答按鈕供搶答者使用；電路具有第一搶答信號(hào)的鑒別和鎖存功能。在此基礎(chǔ)上再增加計(jì)分電路和犯規(guī)電路。 三、設(shè)計(jì)思路可將整個(gè)系統(tǒng)分為三個(gè)主要模塊：搶答鑒別模塊QDJB ；搶答計(jì)時(shí)模塊JSQ ；搶答計(jì)分模塊JFQ 。整個(gè)系統(tǒng)的組成框圖如圖5-5-8所示。圖-1 智力競(jìng)賽搶答器系統(tǒng)框圖四、電路設(shè)計(jì) 圖-2 1電路設(shè)計(jì)指標(biāo)I 本搶答器最多可提供 4名參賽選手使用，編號(hào)為14號(hào)，各隊(duì)分別用一個(gè)按鈕（S1S4）控制，并設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清零和搶答控制開(kāi)關(guān)S5，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。II 搶

4、答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能，并將鎖存數(shù)據(jù)用發(fā)光二極管指示燈顯示出來(lái)，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出間歇式聲響，主持人清零后，聲音提示停止。 III. 搶答先后的分辨率為1ms 。IV. 開(kāi)關(guān)S5作為清零及搶答控制開(kāi)關(guān)（有主持人控制），當(dāng)開(kāi)關(guān)S5被按下時(shí)，搶答電路清零，松開(kāi)后則允許搶答，輸入搶答信號(hào)由搶答按鈕的S1S4實(shí)現(xiàn)。 V. 有搶答信號(hào)輸入時(shí)，有數(shù)碼管顯示出相應(yīng)組別的號(hào)碼。此時(shí)再按其他任何一個(gè)搶答開(kāi)關(guān)均無(wú)效，指示燈依舊保持第一個(gè)開(kāi)關(guān)按下時(shí)所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)不變。 VI. 能完成由主持人控制的30秒倒計(jì)時(shí)，有搶答信號(hào)輸入后計(jì)時(shí)器停止。 VII 能完成定時(shí)器復(fù)位，啟動(dòng)，暫停/繼續(xù)計(jì)數(shù)。 VIII 能完成對(duì)每個(gè)選手搶答次數(shù)

5、的記錄，并可復(fù)位。 2仿真電路組成 （1）四路搶答器原理 見(jiàn)圖 -3圖-3該電路由四個(gè)D 觸發(fā)器、與非門及脈沖觸發(fā)電路等組成。其中S1，S2，S3、S4為搶答人按鈕，S5為主持人復(fù)位。74LS175為四D 觸發(fā)器。無(wú)人搶答時(shí)，S1S4均未被按下，1D4D均為低電平，在555定時(shí)器電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖作用下，1Q 立即變?yōu)楦唠娖?，?duì)應(yīng)指示燈X1發(fā)光，同時(shí)數(shù)碼管顯示為1，將555定時(shí)脈沖封鎖，此時(shí)送給74ls175的CLK 端不再有脈沖信號(hào)，所以74LS175輸出不再變化，其他搶答者再按下按鈕也不起作用，從而實(shí)現(xiàn)了搶答。若要清除，則由主持人按S5按鈕完成，并為下一次搶答做好準(zhǔn)備. (2定時(shí)器實(shí)現(xiàn) 秒脈

6、沖發(fā)生器由 555 定時(shí)器和外接元件 R1, C 構(gòu)成多諧振蕩器. R2, F=1Hz 定時(shí)器電路見(jiàn)圖-4 圖-4 計(jì)數(shù)器由兩片 74LS192 同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成 利用錯(cuò)位輸出端 BO 于下一級(jí) DOWN 相連 30 循環(huán)設(shè)置為,十位片 DCBA=0011 個(gè)位片 DCBA=0000 譯碼及顯示電路有譯碼驅(qū)動(dòng)器 74LS48 和 7 段數(shù)碼管組成 控制電路 與非門 U20A 和 U21A 組成 RS 觸發(fā)器,實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器復(fù)位,計(jì)數(shù)和保持 30 電路如圖-5 所示 5 圖-5 (3計(jì)數(shù)電路 計(jì)數(shù)器由 74LS192 構(gòu)成 置數(shù)輸入端接地,up 端接選手輸入信號(hào),當(dāng)有信號(hào)輸入是加一,load 端

7、接 電源和復(fù)位開(kāi)關(guān)用于復(fù)位,down 加開(kāi)關(guān)控制計(jì)數(shù)器的減法, 電路如圖-6 圖-7 6 (4完整電路 見(jiàn)圖-8 圖-8 五,總結(jié)與體會(huì) 本系統(tǒng)是一個(gè)可供 4 人搶答的搶答器,當(dāng)主持人按下禁止搶答的開(kāi)關(guān)時(shí),搶答 被禁止.如果在此期間選手將不能搶答;當(dāng)控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)搶答允許,此時(shí)若有人 搶答,數(shù)碼顯示器將顯示搶答者的組數(shù),提示主持人搶答已經(jīng)完成. 本次設(shè)計(jì)是本人第一次運(yùn)用數(shù)字電路模擬實(shí)際的東西. 因而在許多方面都還 不熟練,不如說(shuō)對(duì)一些元器件的功能還不完全了解,不能熟練運(yùn)用,因而不能完 全的一次性設(shè)計(jì)好該電路.不過(guò)通過(guò)本次的課程設(shè)計(jì)我學(xué)到了學(xué)多的知識(shí),學(xué)會(huì) 了 Multisim 的一些基本使用方法,培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力, 加深了我們對(duì)數(shù)電,模電知識(shí)的理解,鞏固了我們的學(xué)習(xí)知識(shí),有助于我們今后 的學(xué)習(xí). 總之,在這次的課程設(shè)計(jì)過(guò)程中,我收獲了很多,即為我的以后學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)有 7 很大的幫助