八路智能竞赛抢答器答题.doc

美国麻省理工学院 《电子技术课程设计》设计报告 八路智力抢答器 所在学院： 机械与电气工程学院 班 级： 1*电自*班 姓 名： ××× 学 号： 1**24**4*9 指导教师： ××× 2016年6月 八路智力抢答器 设计目标和要求 （1）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，其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 （2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。 （3）抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手的编号，同时扬声器发出音响提示 此外．要封锁输人电路，禁止其他选手抢答，并将优先抢答选手的编号—直保持到主持人将系统清零为止。 （4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间长度可以由主持人设定（如30 s），。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音响，音响持续时间为0.5 s左右。 （5）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效；有效抢答结束定时器停止工作．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。 （6）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后做无效抢答，时间显示器上显示00。 （7）限定计数器选用条件计 74LS160，显示部分选择共阴型数码管，译码 器选用 74LS48，倒计时时间为 30S。 工作原理及数据分析 定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答；扩展电路完成定时抢答的功能。 图1 定时器总体框图 图1所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间；当节目主持人宣布抢答题目后，说一声“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器发出音响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时开始。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手在超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作： （1）优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码电路显示编号； 扬声器发出短暂音响，提醒节目主持人注意。 （2）控制电路要对输人编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答。 （3）控制电路要使定时器停止工作，时间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。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关．使系统回复到禁止工作状态，以便进行下—轮抢答。 八路抢答器一共分为一下几个部分电路：1.抢答电路，2.定时电路，3.报警电路。 1.抢答电路 抢答电路的功能有两个：—是能分辨选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能，其电路组成如图2-1，2-2所示。 图2-1 抢答器电路 图2-2 仿真抢答器电路 74ls48引脚图和逻辑图 其工作原理是：当主持人的控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的端为低电平，输出端（4Q～1Q）全部为低电平，于是74LS48的＝0，显示器灭灯；74LS48的选通输入端＝0， 74LS48处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人将开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端、··· 、输人信号。当有选手将键按下时（如按下S5，74LS148的输出＝000，＝0，经RS锁存器后，CTR＝1，B＝1，74LS279处于工作状态； 4Q3Q2Q＝101，经74LS48译码，显示器显示“5”。此外，CTR＝1，使74LS148的端为高电平．74LSl48处于禁止工作状态，封锁了其他按键的输人。当选手按下的键松开后，74LS148的为高电平；但由于CTR维持高电平不变，所以，74LS148仍处于禁止工作状态，其他按键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。当优先抢答者回答完问题后，由主持人操作控制开关S，使