九路抢答器.doc

信息与电子工程学院 《数字电子技术基础》 ————课程设计 题 目： ___ ________ 专 业： ____ _____ 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师: 日 期: ______ 目录 一、 设计概述 - 3 - 二、 设计目的 - 3 - 三、 设计要求 - 3 - 四、 基本工作原理 - 3 - 五、 电路原理、电路图。 - 4 - 六、 硬件制作与调试 - 7 - 七、 设计小结 - 8 - 八、 元件清单 - 8 - 九、 参考书籍 - 8 - 十、 附录 - 9 - 前言 数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将电路的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警器电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。更具实用性。 设计概述 智力竞赛抢答器，是一种具有优先输出的电子电路。它的基本功能是首先抢答者发出抢答信号，抢答器响应后，其它参赛者后发出的抢答信号失去作用，由主持人将抢答器电路复位后，才能处于待答状态，由主持人宣布抢答开始，各个参赛队才能开始抢答。 设计目的 1、认识基本逻辑门电路的功能，及使用方法。 2、掌握译码器、编码器的工作原理和特点。 3、掌握译码的逻辑功能，了解常用集成译码器件的使用方法。 5、验证组合逻辑电路的逻辑功能，与设计方法，实现组合逻辑电路设计的理论与实际相结合。 6、掌握计数器的功能及使用方法。 设计要求 1、设计一个可供9个参赛者比赛的抢答器。 2、设置1个系统清除和抢答控制开关，该开关有主持人控制。 3、用LED数码显示器显示抢答成功者的编号，同时扬声器发出提示声音。 4、抢答的时间设定为9s,当主持人宣布抢答开始，计时器开始以秒为单位进行减法计数，同时扬声器有短暂的 声响提示。 5、在抢答时间内，选手抢答成功，这是计时器停止工作，显示器上显示参赛者的编号，保持到主持人按复位键为止。 6、当规定的时间到，仍无人抢答时，本次抢答无效，扬声器报警发出声音，并禁止抢答，计时器上显示“0”。 基本工作原理 接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止使用状态，抢答显示器显示“0”，及时显示器显示“0”；主持人就按那个开关置“开始”状态，并宣布抢答开始，扬声器发出提示音；计时显示器显示“9”，代表倒计时时间为9s内抢答，而后进入倒计时状态，时间显示依次为9、8、7、6……0，各个参赛队必需在9s内抢答，当倒计时显示为0，表示时间到，此时抢答输入无效。在有效抢答时间内，参赛者抢答成功后，其编号一直在抢答显示器上显示，直到主持人将系统清零为止。、 设计原理框图 方案论证 方案一： 74LS148加CD4068做抢答电路，用两片74LS161及74HC00与非门构成30进制计数器，用直接清零的方法。用开关控制脉冲用7474控制显示。 方案二： CD4511加CD4068抢答电路。74LS192和CD4511各两个做9秒限时电路，555构成声响电路和脉冲产生电路。 用2个555，两个74LS175，2个CD4511译码管，2个共阴LED数码管， 1个基本4068触发器 ，若干个二极管，若干个电阻，按钮，电解电容，发光二极管等等。 综上所述，对比方案一及方案二虽然基本都能够实现设计要求，但是方案一电路过于复杂，元件价格较贵。所以我选用方案二，该电路简单易懂，而且功能较多，价格低廉。所以采用此电路。 电路原理、电路图。 1、电路原理： 在接通电源时，拨动下开关进行复位，此时计数器和抢答器同时被清0，接着脉冲发生电路开始工作，计时器开始计时，该电路完成两个功能： 1.分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号 2.禁止其他选手按键操作。 2电路图： （一）、抢答电路： 本部分电路由译码器4511直接驱动七段共阴数码管组成，三极管作为增强CD4068的11、12脚的电流，使4068正常工作。当13为高电平的时候4511进行锁存。 （二）、定时部分及显示电路。 74LS192为十进制同步加/减计数器，可预置时间为9s，即D3D2D1D0==1001，对应的十进制数位9，计数器的时钟脉冲电路有秒脉冲电路提供，从CPD端输入，显示电路可以采用74LS48或CD4511与数码显示器构成。主持人使SW2开关闭合，计数由9开始递减，当递减到0时，13脚输出一个低电平，将其变