八路搶答器電路設計教學設計

附件：八路搶答器電路設計教學設計教學設計模板聚焦教學重難點的信息化教學設計課題名稱：八路搶答器電路設計姓名：劉李麗工作單位：教材版本：陜西省山陽縣職教中心高教版學科年級：高二一、教學內(nèi)容分析1、搶答器具有定時搶答的功能，且一次搶答的時間可以由主持人設定(如30s)。當節(jié)目主持人啟動“開始”鍵后，要求定時器立即減計時，并用顯示器顯示，同時蜂鳴器發(fā)出聲響。2、參賽選手在設定的時間內(nèi)搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答時刻的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。3、如果定時搶答的時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器上顯示00。二、教學目標1、培養(yǎng)數(shù)字電路的設計能力。2、掌握搶答器電腦設計方法。三、學習者特征分析14春學生，基礎還可以，面臨畢業(yè)，學習積極性不高，但是動手能力強。四、教學策略選擇與設計1、設計總體框2、單元電路設計方案和原理說明⒊報警電路設計五、教學重點及難點1、重點：數(shù)碼顯示管的使用。2、難點：安裝調(diào)試六、教學過程1設計內(nèi)容a設計一個智力競賽搶答器，可同時供8名選手或8個代表隊參加比賽，他們的編號分別是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號相對應，分別是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。b給節(jié)目主持人設置一個控制開關，用來控制系統(tǒng)的清零(編號顯示數(shù)碼管滅燈)和搶答的開始。c搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示出選手的編號，同時蜂鳴器給出音響提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。d.用中小規(guī)模集成電路組成智力競賽搶答器電路，畫出各單元電路圖和總體邏輯框圖，正確描述各單元功能，合理選用電路器件，畫出完整的電路設計圖以及寫出設計總結(jié)報告2設計要求a搶答器具有定時搶答的功能，且一次搶答的時間可以由主持人設定(如30s)。當節(jié)目主持人啟動“開始”鍵后，要求定時器立即減計時，并用顯示器顯示，同時蜂鳴器發(fā)出聲響。b參賽選手在設定的時間內(nèi)搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答時刻的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。c如果定時搶答的時間已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器上顯示00。3、設計總體框如圖（一）所示為八路智力競賽搶答器的總體方框圖。其工作原理如下：搶答器系統(tǒng)原理框圖如上所示。它由主體電路和擴展電路兩部分組成，主體電路完成基本搶答后，選手按動搶答鍵時，能顯示選手的編號，同時能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答，擴展電路完成定時搶答的功能4、單元電路設計方案和原理說明a搶答器電路設計其原理說明：(1)、搶答電路的功能有兩個：一是能分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，供譯碼顯示譯碼電路用；二是要使其它選手按鍵操作無效。(2)、選用優(yōu)先編碼器74LS148、RS鎖存器、譯碼器7448組成搶答電路(3)、搶答電路工作原理：當控制開關置于“清除”位置時，RS觸發(fā)器的端為低電平，輸出Q4—Q1全為低電平。此時7448的=0，顯示器滅燈；74LS148選通輸入=0,74LS148處于工作狀態(tài)，而鎖存電路不工作。當控制開關置于“開始”位置時，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時處于工作狀態(tài)，當有選手按鍵搶答時，如5號選手優(yōu)先按5號鍵，則74LS148輸出Y2Y1Y0=010，YEX=0，經(jīng)RS鎖存后，Q1=1，=1，7448工作，Q4Q3Q2=101，經(jīng)7448驅(qū)動譯碼后，顯示器顯示數(shù)字5。Q1=1使74LS148為高電平。即74LS148禁止工作，封鎖其它按鍵輸入，當按下的按鍵松開后，74LS148的EX為高電平，但由于Q1輸出仍為高電平不變，所以74LS148仍處于不工作狀態(tài)，其它按鍵的輸入信號不被接受，這就保證搶答者的優(yōu)先性及搶答電路的準確性。如圖（二）所示為八路智力競賽搶答器的搶答電路單元圖，b定時電路設計主持人設定搶答器時間，通過預置時間電路對計數(shù)器進行預置，計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供，可預置時間進行倒計時電路選十進制同步可逆，計數(shù)器74LS192進行設計，倒計時到零時，定時電路輸出低電平有效的“定時到信號”。如圖（三）所示為八路智力競賽搶答器的定時電路單元圖。同步加減計數(shù)器74LS192進行設計，具體電路如圖3所示。c.報警電路設計由555定時器和三極管構(gòu)成報警電路如