八人抢答器.doc

东北大学秦皇岛分校 电子线路课程设计 专业名称 班级学号 学生姓名 指导教师 设计时间 20.6.26~2012.7.6  课程设计任务书 专业：工程： 学生姓名（签名）： 设计题目： 设计任务及要求 抢答器具有数据锁存功能，并将锁存的数据用LED数码管显示出来。在主持人将系统清零后，若有参赛者按动按钮，数码管立即显示出最先动作的选手的编号，同时也有灯光提示，并保持到主持人清零以后。 抢答器对抢答选手动作的先后有很强的分辨能力，即使他们的动作仅相差几毫秒，也能分辨出抢答者的先后来。即不显示后动作的选手编号。 主持人有控制开关，可以手动清零复位 竞赛器具有倒计时的功能，且倒计时的时间为30秒。当主持人启动“开始”键后，定时器进行倒计时，倒计时还剩10秒时将由蜂鸣器发出警告音提示。 设计报告的内容 设计题目与设计任务 设计一个八路抢答器与倒计时器，运用所学数字电子技术基础和模拟电子技术基础的知识进行理论设计、安装调试、后期制作、分析总结等环节，以提高在电子技术方面的实践技能和科学作风，学习掌握工程设计的方法和组织实践的基本技能。 设计主体 如图所示为总体方框图。其工作原理为： 接通电源后，主持人按下复位开关，抢答器处于静止状态，编号显示器显示静止状态0，指示灯熄灭，倒计时器开始倒计时，抢答器处于等候状态，此时可以进行抢答。 抢答器完成，优先判断抢答的组号，并将编号进行锁存，然后通过译码器将编号显示在七段数码管上，并且亮灯提示。 如果再次抢答必须由主持人操作复位按钮，即需要主持人清零。 倒计时到0时仍无人抢答时本次抢答不成功，直到主持人再次复位之前，抢答都视为无效，数码管不显示。 功能模块分析和系统工作分析 数字竞赛器的电路原理图如下图，该电路采用6个数字集成电路，其中74LS373为D锁存器，74LS30为8输入的与非门，74LS00为两输入与非门，74LS147为10线-4线的编码器、CD4511为七段译码器、4002BP为4输入或非门，以及七段共阴数码管等组成。 复位电路由复位按钮 、限流电阻 、两输入与非门74LS00、八输入与非门74LS30以及锁存器74LS373的两个使能控制端锁存允许端LE端（高电平有效）和三态允许控制端OE端（低电平有效）等组成。 抢答触发控制电路由抢答按钮J1- J8、限流电阻R1- R9以及74LS573的八个输入端等组成。 LED 数码显示电路由10线-4线的编码器74LS147、七段译码器74LS248、七段共阴数码管等组成。 计时器的原理图如图1-2-2，该电路主要由555提供计数脉冲，经过74LS192组成的计数电路，由内含解码电路的数码管显示所构成。 比赛时，由参赛选手控制， 由主持人控制。该键在主持人喊“开始”前按下，开始后当任意一个选手抢先按下按钮时，74LS30的输出将跳变为低电平，这个低电平使74LS373处于锁存状态，那么其他选手再按抢答按钮就无效了。此时它的输出Q1-Q8被锁存，随即编码器进行编码。74LS147为10线到4线的编码器，输入端为低电平有效，输出为反码。编码完毕经74LS248译码后通过七段共阴数码管将相应抢答选手编号显示出来。同时74LS30的这个低电平使指示灯X1发出黄光。 一轮抢答结束，由主持人按动清除复位按钮 ，对D锁存器进行解锁。又进行下一轮抢答。当允许数据输入时，74LS373的11脚为高电平，经过译码后数码管不显示。同时指示灯不亮。 整体电路： 计时器电路： 通过利用555时基电路构成多谐振荡器，调节R和C的时值产生相应的秒脉冲送给192芯片用作计时脉冲。192芯片采用减法计时器接线法，两块芯片采取串联的方式级联，将输出送至自带译码器的数码管上显示出数据。 抢答按钮： 通过采用8个按键式触发开关，用作选手抢答器的按钮。当任何选手按下抢答开关时，原接高电平的373芯片的8个输入端都会有低电平输出，并将结果送至30芯片，再反馈到373芯片的ENG端，封锁373芯片，不再接受其他选手的抢答。 锁存器： 如上所述，当有选手按下抢答开关时，373芯片的输出将出现若干低电平，一方面147芯片将根据373输出结果对其进行编码，如有两人同时按下开关泽根据优先编码顺序进行编码；另一方面，373的输出将赋给30芯片，使小电珠发光报警同时封锁373芯片不再接受其他选手的抢答。 编码及显示电路： 根据147的编码输出，通过4个与非门便于一键进行复位，再将其结果输入248BCD译码芯片，输出为BCD7段译码信号，通过共阴数码管显示出选手编号。 主要元器件功能介绍 锁