项目10-多路智力竞赛抢答器的设计.ppt

项目10 多路智力竞赛抢答器的设计 昆明冶金高等专科学校-精品课程-数字电子技术 数字电子技术应用 项目目标 项目10 多路智力竞赛抢答器的设计 ◇ 熟悉数字电路中编码器、锁存器和555定时器等的应用。 ◇ 进一步熟悉译码、显示等单元电路的使用。 ◇学习电路系统的整机系统的整机调试方法。 任务引入 项目10 多路智力竞赛抢答器的设计 设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，要求抢答器具有以下功能： 1）置一个控制开关供主持人使用，用于控制系统的复位和抢答开始。 2）抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器发出音响提示。同时封锁输入电路，禁止其它选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统复位为止。 3）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5s左右。 4）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 5）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示00。 任务分析 项目10 多路智力竞赛抢答器的设计 抢答器总体结构由两大部分组成：主体电路和扩展电路。主体电路完成基本的抢答功能，扩展电路完成定时抢答的功能。8路抢答器原理框图如图10-1所示： 图10-1 8路抢答器原理框图 任务1 抢答电路的设计 项目10多路智力竞赛抢答器的设计 任务2 定时电路的设计 任务3 声响电路和时序控制电路的设计 任务4 8路抢答器的设计 任务1 抢答电路的设计 1．抢答电路器件的选择 抢答电路的功能有两个：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号供显示译码器用；二是要使其它选手的按键操作无效。 根据功能分析，选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279来完成上述功能，优先编码器74LS148在项目3中进行了介绍，这里介绍RS锁存器74LS279，四 RS锁存器74LS279引脚如图10-2所示。 RS锁存器74LS279为四RS锁存器，共有 54/74279 和 54/74LS279 两种电路结构型式，四个锁存器中具有2 个置位端，1Q～4Q 为输出端，/2S、/4S为 置位端（低电平有效），/1R～/4R 为复位端（低电平有效）。74LS279的输入输出关系见表10-1，/S的低电平是指/S1和/S2只要有一个为低电平，/S 的取值就为低电平；/S的高电平表示必须/S1和/S2均为高电平，/S的取值才为高电平。 任务1 抢答电路的设计 图10-2 四 RS锁存器74LS279引脚图 表10-1 74LS279输入输出关系表 不稳定的高电平状态。 低电平 低电平 Q 被锁存在已建立的电平 高电平 高电平 低电平 低电平 高电平 高电平 高电 低电平 输出端Q的值 取值 /S取值 任务1 抢答电路的设计 2．抢答电路的设计 抢答电路的工作原理是：当主持人控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的端为低电平，输出端1Q～4Q全为低电平，于是74LS148的/=0，显示器灭灯；74LS148的选通输入端=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作，当主持人开关拨到“开始”位置时，优选编码器和锁存器同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端～输入信号，当有 选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出=010，=0，经RS锁存器后，/=1，Q4Q3Q2=101，经74LS48译码后，显示器显示“5”。此时，=1，使74LS148处于禁止工作状态，封锁了其它按键的输入。当按下的键松开后，74LS148的=1，但由于1Q维持高电平不变，所以74LS148仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号不会被接收，这就保证了抢答者的优胜性及抢答电路的准确性。当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。 抢答电路的电路组成如图10-3所示。 任务1 抢答电路的设计 图10-3 抢答电路 任务2 定时电路的设计 1.计数器芯片的选择 节目主持人根据抢答题的难易程度，预先设定一次抢答的时间，并通过预置的时间电路对计数器进行预置，开始后，计数器做减法计数，减至0时，计