八路搶答器課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、電科二班 李文陽(yáng) 3120504036課設(shè)題目：八 路 搶 答 器第一章 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S0  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，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

2、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。（4） 按鈕到控制中心的距離為20M。第二章 系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)的工作原理：定時(shí)搶答器的總體框圖如下圖2.2： 圖2.2 搶答器工作框圖如圖所示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

3、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。擴(kuò)展電路完成定時(shí)搶答的功能以及報(bào)警功能。圖2.2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）揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響；（3）控制電路對(duì)其余輸入編碼進(jìn)行封鎖，禁

4、止其他選手進(jìn)行搶答；（4）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。第三章 電路設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)該方案即為筆者所采用的方案，它采用了74LS148來(lái)實(shí)現(xiàn)搶答器的選號(hào)，采用了74LS279芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)號(hào)碼的鎖存，采用了74LS192實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)，555芯片產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)來(lái)共同實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，采用了74LS121單穩(wěn)態(tài)芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警信號(hào)的輸出。搶答電路的設(shè)計(jì)搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨出選手按鍵的的先后，

5、并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無(wú)效。選用優(yōu)先編碼74LS148和RS鎖存器74LS279可以完成上述功能，其電路組成如圖3-1所示：圖3.2.1 搶答電路其工作原理是：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（4Q1Q）全部為低電平。于是74LS48的BI=0，顯示器滅燈；74LS148的選通輸入端ST=0，74LS148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、I6、I5、I4、I3、I2、I1、I0輸入信號(hào)，當(dāng)有選手將

6、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)，4Q3Q2Q=101，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。3.2

7、.2定時(shí)電路的設(shè)計(jì)74LS48的7，6，2，3引腳接受來(lái)自74LS192的輸出信號(hào)并把它譯碼 顯示在數(shù)碼管上。74LS192的9，10，11，15引腳完成時(shí)間設(shè)定功能，本設(shè)計(jì)要求定時(shí)30秒，所以把左邊的芯片的1，15引腳接高電位，期于的全接低位，使的初始時(shí)間設(shè)定為30秒。555芯片完成產(chǎn)生秒脈沖的功能。工作過(guò)程為：搶答開(kāi)始前，74LS192的置數(shù)端為低電位，處于初始狀態(tài)，數(shù)碼管顯示為30，5引腳接高電位。搶答開(kāi)始后，秒脈沖沖推動(dòng)右邊的芯片開(kāi)始倒記時(shí)，同時(shí)右邊芯片產(chǎn)生的信號(hào)做為左邊芯片的CP信號(hào)推動(dòng)左邊的芯片倒記時(shí)，完成十進(jìn)制的倒記時(shí)功能。當(dāng)有人搶答后1Q的輸出為1，經(jīng)過(guò)非門后變?yōu)?，通過(guò)與門屏

8、蔽了秒信號(hào)，停止記時(shí)，完成顯示搶答時(shí)間的功能。當(dāng)記到了30秒時(shí)，左邊的芯片產(chǎn)生的定時(shí)到信號(hào)輸出為低電位，也屏蔽了秒信號(hào)，使得數(shù)碼管顯示為00。圖3.2 .2 定時(shí)電路第四章 設(shè)計(jì)總結(jié)本次電子課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)將理論與實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合，既考查了同學(xué)對(duì)理論知識(shí)的掌握程度，由反映了實(shí)際動(dòng)手能力，更主要的是考查了同學(xué)對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維能力，為今后的發(fā)展提供了一次良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。針對(duì)課設(shè)題目八路搶答器，一開(kāi)始還沒(méi)有頭緒，不會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，但通過(guò)上網(wǎng)查閱各種類似的設(shè)計(jì)，去圖書(shū)館翻閱相關(guān)設(shè)計(jì)書(shū)籍，查閱所提供的芯片功能，確定基本設(shè)計(jì)方案，又通過(guò)仿真驗(yàn)證試驗(yàn)方案的可實(shí)行性，雖說(shuō)比較煩雜但卻對(duì)設(shè)

9、計(jì)一個(gè)電路有了基本的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也使自己認(rèn)識(shí)到：1、 設(shè)計(jì)思路是整個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂拿下每個(gè)課題能有一個(gè)非常清晰的設(shè)計(jì)思路是至關(guān)重要的。只有對(duì)課題的充分理解，對(duì)各種器件的熟練掌握，勾畫(huà)出基本的設(shè)計(jì)圖是成功的關(guān)鍵，必須多花時(shí)間在設(shè)計(jì)上才能為后續(xù)工作提供更扎實(shí)的基礎(chǔ)。翻閱各種資料，上網(wǎng)查詢填補(bǔ)所需知識(shí)的空白是必要的。2、 建議設(shè)計(jì)的作品主要是用74系列集成芯片來(lái)完成的，可以考慮用其他的芯片完成，也可以用焊接實(shí)物來(lái)驗(yàn)證。3、 不足實(shí)驗(yàn)效率低，許多原件功能不清楚?？傊?，在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)到了許多。作為現(xiàn)代的大學(xué)生，如果僅停留在以往的層次上，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代的步伐，也無(wú)法使自己立足在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的社會(huì)里，通過(guò)此次實(shí)

10、習(xí)，看到了自己的水平和差距，學(xué)要在今后的學(xué)習(xí)中又進(jìn)一步的提高。參考文獻(xiàn)【1】錢培怡.電子電路實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì).西安電子科技大學(xué)出版社.1992【2】王毓銀.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)（第三版）.高等教育出版社.1999【3】陳有卿.集成電路妙用巧用300例.人民郵電出版社.1999【4】謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試.華中科技大學(xué)出版社.2000【5】高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).電子工業(yè)出版社.2002【6】趙保終.中國(guó)集成電路大全（TTL集成電路）.國(guó)防工業(yè)出版社【7】周常森.電子電路計(jì)算機(jī)仿真技術(shù).山東科學(xué)技出版社【8】附錄一：元件清單序號(hào)類型數(shù)量174LS279（RS鎖存器）1274LS48（4線7段譯碼驅(qū)動(dòng)器）3374LS148（8線3線優(yōu)先編碼器）1474LS192（十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器）2574LS121（單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）1674LS00（二輸入與非門）2774LS20（四輸入與非門）28NE55529晶體管3DG130110七段數(shù)碼管（共陰極）111B鍵（觸發(fā)開(kāi)關(guān)）912發(fā)光二極管113揚(yáng)聲器114B鍵（輸入開(kāi)關(guān)）815電阻（510）216電阻（1K）217電阻（10K）918電阻（15K）219電阻（68K）220電