八路数字抢答器;.doc

八路数字抢答器 摘 要：此次课程设计设计出的八路数字抢答电路具有倒计时功能，优先编码功能，显示功能，抢答报警功能，抢答成功提示功能等。 可作为学校智力竞赛，单位娱乐活动，电视节目的首选电路，避免了人为失误的出现，方便实用。 关键词： 抢答器 优先编码 倒计时 报警 显示 1 引言 工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。为解决这个问题，我们小组准备就本次大赛的机会制作一个低成本但又能满足学校需要的八路数显抢答器。本课程设计是“模拟电子技术”与“数字电子技术”两门课程的综合课程设计。 2 总体设计方案 2.1总体设计图 图1 总体设计框图 2.2 设计思路 八路抢答器的组成框图如图1所示。其工作过程是：接通电源，开关置于“清除”位置。倒计时电路处于禁止工作状态，倒计时牌无显示，与抢答器相连的编号显示器也无显示。选手在听到报警提示后才能开始抢答，否则被判为“犯规”。当节目主持人将开关拨到“开始”位置后，倒计时将从“9”开始倒计时，至“0”发出一声短暂警报。若期间有选手抢答，优先编码电路立即分辨出抢答者的编号；同时报警电路连续短暂报警两次，即宣告该选手犯规。若之后有选手抢答，同样，优先编码器立即分辨出抢答者的编号，并由锁存电路锁存，译码电路显示，并发出一声短暂报警，即宣告抢答成功，同时封锁优先编码电路，从而保证抢答者的优先性。 3设计组成及原理分析 3.1抢答电路工作原理与分析 3.1.1 抢答电路所用元器件 优先编码器74HC4511一块；译码器CD4532一块；SR锁存器74LS47一块;七段数码管一块；10K电阻9只等。 3.1.2 抢答电路工作原理 抢答电路功能有两个。一是分辨出选手按按钮的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码电路用；二是向报警电路提供驱动信号使其报警。其电路组成如图2所示。 图2 抢答电路图 工作原理：当主持人将控制开关置于“清除”位置时。RS锁存器R端为高电平，S端为低电平，其Q端输出均为低电平。于是74HC4511的BI=0,显示器无显示；当主持人将开关拨到“开始”时，锁存器的R端、S端均为低电平，其Q端仍保持低电平不变，显示器仍无显示。当有选手按下按钮（如按S6）时，CD4532的输出Q2Q1Q0=110，GS=1，经RS锁存器后BI=1，74HC4511处于工作状态，此时锁存器的IC（1），IC（2），IC（3）的Q端输出分别为1、1、0，经74HC4511译码后，显示器显示“6”，同时IC（4）的Q端的高电平经非门送入CD4532的输入使能端EI，使得EI=0，于是CD4532处于禁止工作状态，封锁其他按钮的输入。当按下的按钮松开后，CD4532的输出GS为低电平但由于IC（4）的Q端输出为高电平，所以抢答器持续显示抢答者的号码，同时CD4532处于禁止工作状态，其他按钮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。若有人抢答，电路同样可以显示其号码，此时主持人可以操作控制开关S使抢答电路复位，以便再次抢答。 3.2倒计时电路工作原理与分析 3.2.1 倒计时电路所用器件 十进制同步加/减计数器74LＳ192一块；译码器74HC4511一块；七段数码管一块；1K电阻两只；时钟脉冲发生器一个。 3.2.2 倒计时电路工作原理 此电路实现的是“十秒倒计时”功能，当主持人按下开关后，电路由“9”开始倒计时，至“0”发出警报信号，宣告抢答开始，选手开始抢答；此前抢答的，判为“犯规”，其电路组成如图3所示。 图3 倒计时电路 工作原理：主持人按下开关前，LD接低电平，数据预置端得到预置电平1001；主持人按下开关后，LD接高电平，74LS192开始随时钟脉冲进行倒计时。倒计至“0”，给出报警信号，BO由“1”变为“0”。 3.3报警电路工作原理与分析 3.3.1报警电路所用器件 “555”定时器一块；15K电阻，68K电阻，510K电阻各一只，3ＤG310NPN管一只，扬声器一只等。 3.3.2报警电路工作原理 该电路完成功能主要有三个：一是10秒倒计时结束时给出警报信号；二是提前抢答给出警报信号；三是抢答成功后给出报警信号。其组成电路如图4所示。 图4 报警电路 工作原理：由555定时器构成的多谐振荡器，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作；反之电路暂停。 3.4 时序控制电路工作原理与分析 3.4.1 时序控制电路所用器件 74LS00一块；74LS121四块等；74L