八路智力抢答器--张晚霞.doc

1 设计内容及要求 1.1 设计目的 定时电路是数字系统中基本的单元电路，它主要由计数器和振荡器组成。在实际工作中，定时器的应用场合很多。通过本次设计： (1)学习数字电路中的RS触发器、单稳态触发器、时钟发生器及其计数、译码显示电路等单元电路的综合应用。 (2)熟悉智力竞赛抢答电路的工作原理。 (3)了解数字电路的设计，仿真和故障排除方法。、 1.2 设计任务及主要技术指标 (1)可同时供8名选手（或代表队）参赛，其编号分别是S0到S7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。 (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的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其它选手抢答。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，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减计时，并用显示器进行显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5秒左右。 (5)参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，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，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统进行短暂的报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，定时显示器上显示00。 2 电路工作原理分析和设计 2.1电路工作原理分析 定时抢答器的工作原理为：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，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置开始状态，宣布开始抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。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。 2.2电路工作原理框图设计 为了实现上述过程，设计的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。 ┇ ┇ ┇ ┇ ┇ ┇ ┇ ┇ ┇ ┇ ┇ ┇ 主 体 电 路 ┇ 扩展电路 图1 定时抢答器的总体框图 3 电路设计 3.1 抢答电路设计 抢答电路要实现的功能有两个：一是分辨选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是要使其它选手按键操作无效。 3.1.1 元器件的选择 要实现上述功能，可选用优先编码器74LS148、RS锁存器74LS279、译码器7448组成抢答电路。 其中，74LS148为8线－3线优先编码器，在优先编码器电路中，允许同时输入两个以上编码信号。不过在设计优先编码器时，已经将所有的输入信号按优先顺序排了队。在同时存在两个或两个以上输入信号时，优先编码器只按优先级高的输入信号编码，优先级低的信号则不起作用。故可用74LS148构成译码显示电路来输出优先抢答者的编号并显示编号，如图2所示的是八线-三线编码器74148的管脚图，表1为其真值表。 Ucc Eo Gs 3 2 1