抢答器设计2011.doc

目 录 一、课程设计目的 2 二、课程设计正文 2 2.1.设计任务 2 2.2具体方案 2 2.3原理分析 2 2.4工作过程 4 2.5芯片引脚及功能 5 2.6器件清单 9 三、课程设计总结 9 四、参考文献 10 五、附表 10 一、课题设计目的 1、通过课程设计学会用Multisim软件仿真八路抢答器。 2、掌握八路智力抢答器的设计、组装和调试方法。 3、通过课程设计，对数字逻辑的基本内容有进一步的了解，达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。 4、熟悉掌握优先编码器、555电路、译码器的应用方法，掌握时序电路的设计方法。 二、课程设计正文 课程设计要求设计一个八路抢答器，本小组的任务的任务是根据要求的参数选择合适的芯片并搭建正确的电路图，用Multisim软件实现其仿真。 2.1、设计要求 1、抢答器可供八组选手使用，每一组需分配一个抢答按键； 2、需设置主持人控制按键以启动抢答及系统重置； 3、抢答器需具有优先锁存与显示功能，即选手按动按钮，锁存相应编号，并在数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示； 4、优先抢答的选手编号需一直保持到支持人将系统重置为止。 2.2、具体方案 本小组的设计方案是用74LS148芯片实现编码过程，用74LS279芯片将编码输出结果锁存，再通过74LS48芯片的译码作用，最终用数码管将抢答结果显示出来，其原理框图如图1所示： 报警电路 . . 图1 抢答器原理框图 2.3、原理分析 电路用优先编码器74LS148、锁存器74LS279和译码器74LS48来完成，该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答的编号，同时译码显示电路显示编号,；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。 八路抢答器电路图如图2所示： 图2 八路抢答器电路图 2.4工作过程： （1）八路抢答器工作过程 ⒈抢答器电路设计 (1)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， 供译码显示译码电路用；二是要使其它选手按键操作无效。 (2)选用优先编码器74LS148、RS锁存器74LS279、译码器74LS48组成抢答电路。 (3)抢答电路工作原理：当控制开关置于“清除”位置时，RS触发器的端为低电平，输 Q4—Q1全为低电平。此时7448的=0， 显示器灭灯；74LS148选通输入=0,74LS148处于工作状态，而锁存电路不工作。当控制开关置于“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，当有选手按键抢答时，如5号选手优先按5号键，则74LS148输出Y2Y1Y0=010，YEX=0，经RS锁存后，Q1=1，=1，7448工作，Q4Q3Q2=101，经7448驱动译码后，显示器显示数字5。Q1=1使74LS148为高电平。即74LS148禁止工作，封锁其它按键输入，当按下的按键松开后，74LS148的EX为高电平，但由于Q1输出仍为高电平不变，所以74LS148仍处于不工作状态，其它按键的输入信号不被接受，这就保证抢答者的优先性及抢答电路的准确性 2. 蜂鸣器电路图如图3所示： 如图3 蜂鸣器电路图 （2）蜂鸣器工作过程： 1.用555构成多谐振荡器 工作原理：由555定时器和三极管构成报警电路。其中555构成多谐振荡器，振荡频率f0＝ 1.43／［（RI＋2R2）C］，其输出信号经三极管推动扬声器。RST输入为控制信号，当它为高电平时，多谐振荡器工作输出报警信号，反之，电路停振。 2.5芯片引脚及功能： 1、74ls148优先编码器管脚功能介绍: 74ls148优先编码器为16脚的集成芯片，电源是VCC(16) GND(8),I0—I7为输入信号，A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码输出端。 74ls148芯片引脚如图4所示： 图4 74ls148芯片引脚 74LS148优先编码器真值表如表1所示： 表1 74LS148优先编码器真值表 当使能输出IE=1时，禁止编码、输出；A,2,A0,A1全为1。当使能输出IE=0时，允许编码，在I0~I7输入中，输入I7优先级最高，其余依次为：I6、I5、I4、I3、I2、I1、I0,。 OE为使能输出端，它只在允许编码（IE=0），而本片又没有输入时为0， GS为优先编码输出端，它在允许编码（IE=0），且有编码输入信号时为0；若允许编码而无编码输入信号时为1；在不允许编码时也为1。. GS=0表示电路工作，且有编码输入。 2、74LS48译码器管脚功能介绍: （1）7段译码功能（LT=1，RBI=1） 在灯测试输