《基于电力电子器件的四路抢答器及显示》.doc

电子线路课程设计 设计报告 题 目 四路抢答器 　 指导教师 　　 院 系 　　 班 级 　　　 学 号 　 姓 名 　　　　 成　　绩 　 　　　　　　 二〇一〇年十二月三十日 目 录 一、设计题目 二、主要内容及要求 三、方案设计与论证 四、单元电路设计与参数计算 五、总原理图及元器件清单 六、仿真调试与分析 七、安装调试 八、结论与心得 九、参考文献 一、设计题目 抢答器电路设计 二、主要内容及要求 (1)可容纳四组参赛的数字式抢答器。 （2）当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入信号。 （3）电路具有定时功能。要求回答问题的时间≤60秒（显示为00~59），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响提示。 （4）具有计分功能。要求能设定初始分值，能进行加减分。 （5）在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。 三、方案设计与论证 抢答器的基本工作原理： 主持人按下“开关”按钮后，选手可以通过按按钮的快慢来决定由谁来回答，按得快的选手的编号显示在电子显示管上并伴有响声。 1：此后选手输入被锁住，如果主持人按下复位键则编号显示处不作任何显示。 2：然后主持人就按下计时开关，选手开始作答，作答的时间少于60秒，以倒数的方式进行，而且通过显示屏把时间显示出来。 3：当选手作答仅剩10秒时，开始通过喇叭响来做提示。如果到了显示“00”时，计时器不再进行倒数而停留在“00”状态。 4：此时选手仍没有作答成功，则主持人会对该选手进行减分处理，如果在“00”之前作答成功则加分，分数也是通过计分器显示出来。 5：之后主持人按下开关，所有的显示及工作状态回到初始状态以便进行下一次答题。 四、单元电路设计与参数计算 1、封锁电路 封锁电路的主要功能是分辨选手按键的先后，并能把第一个抢答者的编号锁存起来，并使其他选手的按键操作无效。实现该电路的功能的主要芯片是74175（图1为功能表，图2为逻辑功能图，图3为锁存器电路） 表1 图2 工作原理：当主持人控制开关处于“清零”位置时该电路清零即当RD接低电平时，，，，全为低电平，各显示灯均熄灭，即此时封锁器电路不工作，当主持人将开关拨到“开始”后即RD为高电平时，此时锁存器处于工作状态，即抢答器电路处于等待工作状态。这时当有选手将按键按下时（如按下SW2）。此时=1，由D触发器的功能可知，此时=1，=0。当=0时，经过与非门变为1再经过非门变为0，再和4个选手组成的或门逻辑器再与，选手就可以通过开关来抢答，而且只有一次输入变化，因此CP只接收到一次的电平变化，因此那就后就保持了第一次的输出所以就封锁了CP的输入，此时74175不再工作，从而实现了封锁 其他选手的作答。只有在第一个人答完以后，由主持人操作清零开关使抢答器电路复位，才能进行下一步的抢答。 2.显示编号的电路 到74LS373的锁码器和八段显示器组成的显示台号电路中去显示出选手编号。当有选手按下了开关后，快的那个选手的编号可以被输出并记忆起来送。74LS373引脚图如下图所示。 由于74175是低电平有效，将从74175输出端，，，分别接到其1，2，3，4端，其余的5，6，7端均接高电平，这样就可以形成，最高输出4而不会出现显示大于4的可能出现。由于其输出以为低电平有效，正常情况下每个输出经过一个非门后就可进行显示编号。在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯），所以必须要接74LS248。 3.抢答器定时电路 在比赛规则里，要求选手的答题时间不能超到10秒，因此必须要有一个定时电路，这个电路可以设计成10进制加法器，但是更多的情况下，为了直观的原因我们采用的是10进制减法计数器。如果选手能在10秒里答对，则算答题成功，否则为失败。而且在最后的05秒钟伴有响声做为提示，当时最后到达00时，响声也会停止。 为了实现10进制减法计数器，采用了74192芯片，它具有加减法功能，是同步10进制的，在这里我们采用它的减法功能。 74LS192两个引脚图管脚及功能表74LS192是同步十进制可逆计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能，其引脚排列及逻辑符号如下所示图中：为置数端，为加计数端，为减计数端，为非同步进位输出端 为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端，为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。 ?????????????? （a）引脚排列?????????????????????? (b) 逻辑符号 其功能表如下：??