八路抢答器课程设计说明.doc

时间 2009.1.5-2009.1.9 地点 计算中心 课程设计内容 八路抢答器 一、设计题目 多路智力竞赛抢答器的设计 多路智力竞赛抢答器的组成框 该抢答器的电路主要是由抢答开关电路，触发电路，触发锁存电路，编码器，七段显示译码器几个部分构成。 工作原理为： 接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态。当选手按动抢答键时，抢答器要完成以下三项工作：①优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；②扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；③控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。 电路设计 抢答电路的功能有两个： 一 是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用； 二 是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器74148和DFF锁存器可以完成上述功能.其电路组成如图2所示。 其工作原理是：当主持人控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的端为低电平，输出端（4Q~1Q）全部为低电平。于是74LS48的=0，显示器灭灯；74148的选通输入端=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端7... 0输入信号，当有选手将键按下时(如按下S4)，74LSl48的输出=011，=0，经RS锁存器后，CTR=l，=1，74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=100，经74LS48译码后，显示器显示出“4”。此外，CTR=1，使74l48的端为高电平，74LSl48处于禁止工作状态，封锁了其它按键的输入。当按下的键松开后，74l48的为高电平，但由于CTR维持高电平不变，所以74LSl48仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。 器件功能及电路分析 1、74LS148（8-3优先编码器） 分析：当第7个管脚为0时第6个时为1，5为2，4为3，2为5，1为6，0为7，全为1时为8（又由于8二进制应为1000，与A3=GS，并且第7个管脚作用） 输入 输出 0 1 2 3 4 5 6 7 A2 A1 A0 GS x x x x x x x 0 0 0 0 0 x x x x x x 0 1 0 0 1 0 x x x x x 0 1 1 0 1 0 0 x x x x 0 1 1 1 0 1 1 0 x x x 0 1 1 1 1 1 0 0 0 x x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 x 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2、74LS279(锁存器) 分析：74LS279 集成电路 R=1, S=0 时，Qn+1=1,触发器置 1 状态 R=0, S=1 时，Qn+1=0,触发器置 0 状态 R=1, S=1 时，Qn+1=Qn,触发器保持原来状态 R=0, S=0 时，触发器状态不稳（不允许这种输入存在） 3、发光二极管 分析：发光二极管简称 LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为 一个 PN 结，具有单向导电性。 当在发光二极管 PN 结上加正向电压时，PN 结势垒降低， 载流子的扩散运动大于漂移运动，致使 P 区的空穴注入到 N 区，N 区的电子注入到 P 区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。 常用的发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。 使用 LE