八路智力竞赛抢答器.doc

2011 届电子电路课程设计 电子电路课程设计 学生姓名 学 号 所属学院 专 业 班 级 塔里木大学教务处制 一、课题名称：八路智力竞赛抢答器 二、内容摘要： 本文主要介绍用数电设计路抢答器。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出主持人开关，主体电路。经过布线、、调试等工作后数字抢答器成形。借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，设计制作了路抢答器，设计编程简单，工作稳定可靠。可供人或个代表队抢答，并用7段数码管显示首先抢答者的组别号码有人抢答后自动闭锁其他各路输入禁止其他人抢答，使其他组的开关失去作用，而显示最先按下抢答键的组别号。只有当主持人按下复位按键才能再次抢答。1、抢答器最多可供名选手参赛，编号为1号，各队分别用一个按钮（分别为SS7）控制并设置一个系统清零和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。2、抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来，主持人清零3、开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，松开后则允许抢答。输入抢答信号由抢答按钮开关SS7实现。 名称 型号 数量 备注 集成电路 74LS279 1 74LS00 1 74LS148 1 74LS48 1 电阻 10K 9 510 1 二极管 FG111050 1 七段数码管 共阴极 1 导线 若干 面包板 2 +6V直流电源 1 开关 2 五、设计的系统方案： 1、构思抢答器需要达到的功能并结合自身的能力，列出了如图1所示的总体框架图。 图1 总体框架 2、具体设计方案如下： ① 接通电源后，主持人将开关拨到清除状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器和指示灯灭灯，等主持人将开关置“开始”位置后，抢答器处于等待状态，此时可以进行抢答。 ②抢答器完成：优先判断抢答的组号，并将编号进行锁存，然后通过译码器将编号显示在七段数码管上。 ③如果再次抢答必须由主持人操作清除和开始状态的开关，即需要主持人清零。 六、电路的工作原理 1、开关阵列电路 该电路由多路开关所组成，每一者与一开关相对应6、7，即抢答着的组号，便于主持人看到显示器上的数字后，能准确宣布谁是优先抢答者）。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开2、触发锁存电路 当某一开关按下时，触发锁存电路被触发在输出端产生相应的开关电平信息同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱，最先产生的输出电平将触发电路锁定。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果能是它们中的任一个产生有效输出。 图3 由74LS00组成的锁存器 3、数码显示器 数码管通常有发光二极管（ LED ）数码管和液晶（ LCD ）数码管。本设计提供的为 LED 数码管。S置于“清除”端时，RS触发器的端均为0，5个触发器输出置0，使74LS148的＝0，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出,,经RS锁存后,2Q=1,,74LS48处于工作状态，5Q4Q3Q=101，且1Q=0，则经译码显示为“5”。此外，2Q＝１，使74LS148的＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍有2Q＝１，使＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置于“清除”然后再进行下一轮抢答。 若按下S0，经RS锁存器后，1Q=1，74LS148的输出,,经RS锁存后,2Q=1,,74LS48处于工作状态，5Q4Q3Q=000，且1Q=1,所以经译码显示为“8”。保证抢答者的优先性与上述类似。 若所按的是其他开关(S1、S2、S3、S4、S6、S7)的工作过程与按下开关S5的工作过程相似，只是5Q4Q3Q的输出会发生变化。 图5 数字抢答器电路 ①优先判决器 优先判决器主要是由74LS148集成优先编码器等组成。该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端，选通输入端，选通输出端和扩展端。其功能表如表2所示。从功能表中可以看出当＝“0”时，编码器工作，而当＝“1”时，则不论8个输入端为何种状态，输出端均为“1”，且端和端为“1”，编码器处于非工作状态,这种情况被称为输入低电平有效。 表2? 优先编码器74LS148功能表 输入 输出 1