三路竞赛抢答器电路的设计..docx

校内毕业综合实训项目报告项目名称：三路竞赛抢答器电路的设计 班 级 ：机电1205 姓 名 ： 李逍遥学 号 ： 1010212520指导教师 ：李满亮 机 电 工 程 系二〇一四年十一月-二〇一五年六月课程设计任务书题目 三路竞赛抢答器电路的设计 专业 机电一体化 学号 1010212520 姓名 李逍遥主要内容、技术要求等：一、主要内容1．阅读相关科技文献。2．学习protel软件的使用。3．学会整理和总结设计文档报告。4．学习如何查找器件手册及相关参数。二、技术要求要求电路实现抢答原理，即如果有一人比其余两人先按键，则此人获得回答权。要求说明抢答器的最小反应时间。要求电路设置一个按键，此按键能够起到复位的作用。要求电路能够通过声光的形式表明由谁获得回答权。三、完 成 期 限： 2015年 05 月 26 日 目录1、概述………………………………………………………………… 32、设计基本思路……………………………………………………………… 33、内容摘要………………………………………………………………… 34、总体设计及框图………………………………………………… 45、单元电路设计及元器件选择………………………………………… 56、设计过程中的问题和解决办法……………………………… 97、设计成品的优点与不足…………………………………………108、心得体会…………………………………………………………………109、参考文献…………………………………………………………………10三路竞赛抢答器电路的设计 一、概述实现抢答原理，即有一人比其余两人先按键，则此人获得回答权。此抢答器有最小反应时间，并设有一个起复位作用的按键。由于主持人要看到谁获得抢答权，因此此电路还能够通过声光的形式表明由谁获得回答权。关键词抢答器可调精确度 快速反应能力 设计原理 器件选择 原理图二、设计基本思路抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来，并且开始抢答时间的倒计时，同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。抢答时间设定9秒，报警响声持续1秒。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，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。三、内容摘要：（一）设计任务设计一台可供3名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。 用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。（二）设计要求1.3名选手编号为：1，2，3，。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3。2.给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。3.抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。4.抢答器具有定时（10秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。参赛选手在设定时间（10秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。5.如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续1秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。6.可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。四、总体设计及框图（一）、方案选择方案1：采用CD4511芯片作为抢答信号的触发、锁存和译码输出。这样虽然比较简便，但实际在实现锁存功能时比较繁琐难实现。方案2：在选手抢答前， “清除/起始” 开关 S 使基本 RS 触发器 输出端 Q 为 0，使集成 8 线-3 线优先编码器禁止；当主持人按下“清 除/起始”开关 S 时，基本 RS 触发器输出端 Q 为 1，与优先扩展输出 端 Yex 共同作用，使集成