数字电路课程设计：四路智力抢答器.doc

数字电路课程设计 四路智力抢答器 设计者:李自然 朱建文 陈乾坤 四路智力抢答器 一、设计目的 （1）了解智力抢答器装置的基本组成和工作原理。 （2） 进一步了解有关集成电路的功能和使用方法。 （3）熟悉数字电路系统的计算机仿真设计方法及调试技术 二、实验环境 （1）实验设备：计算机、MULTISIM 2001软件。 （2）实验器件：74LS148、触发器、门电路、BCD-七段译码器、555定时器、数码管、发光二极管、按钮、电阻、电容、蜂鸣器等 三、实验设计任务与要求 1. 抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮就J1~J4表示。 2. 设置一个系统清除和抢答控制开关J5，该开关由主持人控制。 3. 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 四、四路智力抢答器原理图 五、设计原理与参考电路 （1）按键电路和封锁电路 （2）号码显示电路 （3）灯闪烁与声响电路 1、按键电路和封锁电路 应答按键即J1~J4采用的都是无自锁的常闭微动按钮。先按动者，常闭触电断开，即可发出一个上升沿强大时钟信号，使对应路的触发器的输出是高电平。同时该高电平又通过或非门使其他路的触发器的复位端有效，以 封锁其他3路的按键作用。 在选手抢答成功后，主持人按一下J5键，产生一个正脉冲信号，通过或非门的负脉冲输出，可使4个触发器复位、清零 按键电路和封锁电路电路图 按键电路和封锁电路电路图 输出的时序图 2、号码显示电路 如图所示。抢答成功后，案件保持与封 锁电路将优先案件者对应的那路输出Q置1，Y=0，其他路的输出Q=0,而Y=1。因此可以将按键保持与封锁电路的输出Y1~Y4作为编码器74LS138的编码申请端，实现对按键1~4的编码，并通过7段译码器驱动器及LED共阴极数码管显示选手的号码 当无选手抢答或主持人按下J5复位键是，Y1~Y4都为高电平，无编码申请，输出YS为低电平，使姨妈驱动器灭灯端有效，数码管指示熄灭。 当一号选手抢答成功时七段译码器输出时序图（其中1234567代表译码器上的ABCDEFG） 当二号选手抢答成功时七段译码器输出时序图 当三号选手抢答成功时七段译码器输出时序图 当四号选手抢答成功时七段译码器输出时序图 3、灯闪烁与声响电路 如图所示。声响电路由双时基电路555构成，其中第一个555构成低频振荡器，第二个构成高频振荡器。当抢答成功后，号码显示电路的输出YS为高电平，振荡器工作，喇叭发出滴滴声响，同时低频振荡器信号输出至灯闪烁电路，使对应路的LED闪烁 当一号选手抢答成功时一号闪烁灯亮，高电平亮.(l1,l2,l3,l4分别代表一号灯，二号灯，三号灯，四号灯) 当二号选手抢答成功时二号闪烁灯亮，高电平亮 当三号选手抢答成功时三号闪烁灯亮，高电平亮 当四号选手抢答成功时四号闪烁灯亮，高电平亮 六、结束语 通过这次实验，我们掌握了书本以外的电子技术知识，培养了专心致志的工作学习习惯，懂得了相互之间的理解与体谅，可谓获益匪浅 1