智力竞赛抢答器解读.doc

智力竞赛抢答器 一、设计任务与要求 1）设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。 2）设计要求 (1)4名选手编号为：1，2，3，4。而且各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。 (2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（编码显示数码管灭灯）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，恰抢答器的数据立即锁存，并在编号显示器上显示该选手的编号，并且扬声器发出蜂鸣提示，同时封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 (4)抢答器具有定时抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，并用显示器显示倒计时间，同时扬声器发出蜂鸣，持续0.5s。参赛选手在预定时间内抢答，抢答有效，扬声器发出音响，音响持续0.5s，同时定时器停止倒计时，编号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)如果定时抢答定时已到，却没有选手抢答时，则本次抢答无效。系统扬声器报警（蜂鸣持续0.5s），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。 二、总体框图 1．数字抢答器总体方框图优先判断编号锁存接通电源后，主持人将开关拨到清除状态，抢答器处于禁止状态，主持人将开关置开始状态选手在定时时间内抢答，当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示。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。2．开关该电路分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时显示禁止。：三态允许控制端为低电平正常逻辑状态当锁存允许端为高电平时，随数据D而变当为低电平时被锁存在已建立的数据电平。当开关置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时开关置于清除端时，触发器端，触发器输出置０使８线－３线优先编码，使之处于工作状态。编码该74LS148的端时，74LS148处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。有再次抢答需由主持人将开关重新置清除后进行下一轮抢答。８线－３线优先编码 2）脉冲产生电路： 该单元电路由555定时器和电阻电容接合成多谐振荡器，产生所需要的脉冲。根据555多谐振荡器的频率计算公式： 可以求得1hz的电路电阻均取470k，电容取10uf。 脉冲产生电路如下： 3）倒计时显示电路： 该电路采用十进制同步减计数器74LS190，主持人宣布开始时，按下按钮，同时使计数器置数为“9”，并在脉冲作用下开始倒计时并在显示器上显示，到零时停止。 计数器74LS90的真值表如下： 输入 输出 LOAD’ CTEN’ U／D’ CLK’ A B C D QA QB QC QD 0 × × × a b c d a b c d 1 0 0 ↑ × × × × 加计数 1 0 1 ↑ × × × × 减计数 1 1 × × × × × × 保持 CLK时钟输入端（上升沿有效） CTEN计数控制端（低电平有效） A～D并行数据输入端 QA～QD 输出端 LOAD异步并行置入控制端（低电平有效 ） 4）音响电路 该单元电路由555定时器和电阻电容接合成多谐振荡器，产生所需要的脉冲，然后接入蜂鸣器构成。音响电路如下： 五、总体设计电路图 1、由以上几个单元电路就构成了所需功能的完整电路图如下： 抢答电路:当锁存器74LS373有信号输入时，通过与门74LS21将信号反馈回锁存器74LS373的使能端ENG,此时74LS3737立即被锁存，同时蜂鸣器鸣叫1s，停止工作，这时抢答无效。同时将低电平信号反馈回74LS190的倒计时输入端，使其停止工作，保持剩余抢答时间。当倒计时为零时，通过或门74LS32将信号反馈回编码器74LS148的使能端ENG，此时编码器74LS148停止工作，禁止有选手超时抢答。停止倒计时，主持人通过单刀双置开关对锁存器74LS373和编码器74LS148的使能端的控制来清除锁存信号,从而使得抢答器继续工作。当无选手抢答时,倒计时直到倒计为零为止,此时到零点的信号反馈回编码器74LS148，使其停止工作,此时选手再抢答无效,只有当主持人清零后再置为开始状态,才可以继续抢答。然后使用74LS148作为编码器，对输入的型号进行编码，输出4位的BCD码，再将这四位的BCD码输入数码管显示出抢答者的编号。 主持人电路：采用计数器74LS190作为倒计时的芯片，当主持人按下按钮时，将74LS190的load输入端先置为高电平，将其置为1001，再通过开关，将load输入端置为低电平，使其开始倒计时。当主