8位智力抢答器.docx

PAGE \* MERGEFORMAT36 第1章 概述 8位智力抢答器 在现代社会中，智力竞赛正在逐步成为一种生动的教育方式，而抢答就是智力竞赛中非常常见的一种答题方式。抢答能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内，使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。但是，在这类比赛中，对于谁先谁后抢答，在何时抢答，抢答是否有效，如何计算答题时间等问题，若是仅凭主持人的主观判断，就很容易出现误判。所以，我们就需要一种具备自动锁存、启动、复位、显示抢答相关信息、判断抢答是否有效等功能智能抢答器来解决这些问题。 在本次课程设计中，我们主要设计了一个供八人使用的数字定时抢答器。它主要实现以下功能： 1.为8位参赛选手各提供一个抢答按钮，分别编号Key1、Key2、Key3、 Key4、Key5、Key6、Key7、Key8。 2.主持人可以对抢答器进行复位以及发出抢答开始的信号。 3.抢答器要有数据锁存与显示的功能。当主持人按下“复位”键后，无论是发出抢答信号，无论抢答是否超时，只要有任何一名选手按动抢答按钮，则要显示其编号直至持人再次按下“复位”键，并且扬声器发生相应的提示，同时红绿指示灯亮起，表示抢答是否有效，此时其他人再按对应按钮无效。 4.抢答器要有自动定时功能。一次抢答时间由电路中的电容和电阻共同决定（本次设计使用10kΩ电阻和470μf电容，使得一次抢答时间在5秒左右）。当主持人按下“启动”键后，集成555定时器自动计时。 5.抢答器要有判断抢答是否有效的功能。参赛选手只有在设定时间内抢答方为有效抢答。若抢答有效，则定时器停止工作，直至主持人再次按下“复位”键，同时数码管显示抢答者的号码，扬声器发出短提示，绿色指示灯亮起一段时间，表示抢答有效。若选手抢答时已经超出了设定时间，则扬声器会一直发出报警声，同时数码管显示抢答者的号码，红色指示灯亮起，表示抢答无效。若有选手在主持人按下“启动”键之前进行了抢答，则扬声器会一直发出报警声，同时数码管显示抢答者的号码，红色指示灯亮起，表示该选手抢答犯规。 优先编码电路、锁存器、译码电路的作用是将参赛队的输入信号在数码管上输出，即显示抢答者的号码。555定时器的作用是设定抢答器的抢答时间，其中电阻和电容也可换成可变电阻和可变电容，以方便调节抢答时间的长短。以上电路便可构成抢答器的基础部分。 另外，本次课程设计还采用了红绿指示灯、扬声器、JK触发器以及各种必要的逻辑门构成了外部扩展电路，来实现抢答的有效性，报警提示等附加功能使抢答器的功能更加完全和人性化。 利用本次设计出的电路制造成的定时抢答器，即可轻松实现在8人或8个代表队之间进行的抢答比赛中进行控制，使得这一活动更加趣味、公平。 第2章 课程设计任务及要求 2.1 设计任务 一、设计目的 1. 进一步熟悉中、小规模数字集成电路的工作原理及使用方法。 2. 掌握数字式抢答器的设计、组装与调试方法。 二、设计内容 电路上电后在抢答前，由主持人进行系统复位，确定抢答允许时间。主持人发出抢答命令同时按下启动定时开关。抢答者听到抢答开始命令后，通过各自的按钮开关输入抢答信号。数字抢答器具有数字显示抢答者序号功能。同时配有声、光报警，并且有抢答序号锁定功能。对犯规抢答者（包括提前抢答和超时抢答）除有声、光报警外，还有显示抢答犯规者序号功能。 2.2 设计要求 完成原理图设计、模拟仿真，按要求完成设计报告。 1.理论设计部分  = 1 \* GB2 ⑴独立完成系统的原理设计。说明系统实现的功能，应达到技术指标，进行方案论证，确定设计方案。  = 2 \* GB2 ⑵画出电路图，说明各部分电路的工作原理，初步选定所使用的各种器件的主要参数及型号，列出元器件明细表。 2.模拟仿真  = 1 \* GB2 ⑴根据理论设计用multisim 7在计算机上进行仿真。验证所设计方案的正确性。  = 2 \* GB2 ⑵分析电路的工作原理，写出仿真报告。 3.安装调试部分  = 1 \* GB2 ⑴实现给定的数字式抢答器，进行单元测试和系统调试。  = 2 \* GB2 ⑵若系统出现故障，排除系统故障，分析并记录系统产生故障的原因，并将此部分内容写在报告中。 4.写出课程设计总结报告 第3章 系统设计 3.1 方案论证 本次课程设计是基于我们的数字电子技术理论课来进行操作的，也涉及了一些我们写没有见过的电路元件。另外，我们所设计的抢答器应该具有普遍适用性和经济性。总之，对于本次课程设计的整体电路，我们应该从经济性、实用性和设计意义等方面来进行方案论证。 首先，从经济性方面来看，本次设计的数字抢答器，主体电路是由功能部件或单元电路组成的。所以在设计这些电路或选择部件时，尽量选择同类型的部件，比如