数字电子电路多路智力抢答器课程设计[精品].doc

多路智力抢答器课程设计 选题的意义 在现代社会生活中，智力竞赛作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众极大的兴趣。而在竞赛中往往分为几组参加，这时针对主持人提出的问题，各组一般要进行必答和抢答，对必答一般有时间限制，到时有声响提示；对于抢答，要判定哪组先按键，为了公正，这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。抢答器的发展也是比较快的，从一开始的光具有抢答锁定功能的一个电路，到现在的具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能的技术合并，这就可以说明其多种功用及发展的快速智力竞赛抢答器、有锁定功能抢答器、多功能智力抢答器……可以说是多不胜数。抢答器适用于各类知识竞赛、文娱综艺节目，尤其是在电视上的各种知识竞赛，除了可以把各抢答组号、违例组号、抢答规定时限、答题时间倒计时/正计时在仪器面板上显示外，还可外接大屏幕显示屏显示给赛场与观众，活跃现场气氛，便于监督，公平竞争熟悉集成电路的引脚安排。掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。了解面包板结构及其接线方法。了解的组成及工作原理。熟悉的设计与制作。8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。 b 设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。 c 抢答器具有锁存与显示功能。 d 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。 e 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的时间，并保持到主持人将系统清除为止。 3 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“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“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。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： 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，然后由译码显示电路显示编号； 扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意； 控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答； 控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，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，以便进行下一轮抢答。 基本原理电路 1原理与分析 其工作原理为：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原理框图 图3-2 四、电路设计 1、抢答电路 图4-1数字抢答电路 工作原理： 该电路完成两个功能：一是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；二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程：开关S置于清除端时，RS触发器的 74LS148的 S置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出 经RS锁存后，1Q=1, =1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为５。此外，1Ｑ＝１，使74LS148 74LS148的 此时由于仍为１Ｑ＝１，使 74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新清除然后再进行下一轮抢答。74LS148为８线－３线优先编码器。 74LS148的功能真值表 因为来一个高电平是该报警电路会发声，但是只有在一个周期内发声，这个周期非常短，只是多谐振荡器的一个周期，只有一秒钟，所以中间需要加一个单稳态触发器，根据555构成的单稳态触发器的功能原理，这样可以延长这个周期，是发声信号加长，该定时器用到的电阻是30 kΩ，电容是100uf，根据公式计算得到的周期是3秒。 4、时序控制电路 图4-4时序控制电路 工作原理： ?时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：①主持人将控制开关拨到开始位置时，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。 ②当参赛选手按动抢答键