数字智力竞赛抢答器课程设计报告.doc

目 录 目 录 I 摘 要 II 1 绪论 1 1.1 背景、目的、意义及问题和要求 1 1.2基本理论和主要功能 1 1.2.1基本理论 1 1.2.2主要功能 1 2 设计方案简述 2 2.1 设计方案所用材料 2 2.2方案总体思想 2 3 详细设计 3 3.1 稳压电源 3 3.1.1直流稳压电源设计思路 3 3.1.2直流稳压电源原理 4 3.2单元电路设计 4 3.3数码管引脚图 6 3..4芯片引脚图 7 3.5 总体方框图 9 3.6设计总电路图 10 4 设计结果及分析 11 4.1设计结果 11 4.2设计出现问题及解决 11 5 总结 12 摘 要 现今，随着科学技术的不断发展，促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答器作为一种工具，已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低，且有的要么制作复杂，要么可靠性低，减少兴致。做为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受，但每年使用的次数极少，往往因长期存放使（电子器件的）抢答器损坏，再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。 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、译码电路将参赛队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。 1 绪论 1.1 背景、目的、意义及问题和要求 抢答器是一种应用非常广泛的设备，在各种竞赛、抢答场合中，它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成，能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机或数字集成电路，并增加了许多新功能，如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。 简易逻辑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、译码电路将参赛队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。 通过这次课程设计,了解简单多功能数字电路抢答器的组成原理，初步掌握数字电路抢答器的调整及测试方法，提高思考能力和实践能力。同时通过本课题设计，巩固已学的理论知识，建立逻辑数字电路的理论和实践的结合，了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响，从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。 1.2.1基本理论 抢答器的工作原理是利用单片机的定时器T0、T1中断完成,其余状态循环调用显示子程序,用4个共阴极LED数码管来显示，用P0口作为数码管的八个段选，用P2口中的P2.0、P2.1、P2.2、作为4个数码管其中3个位选，P1口接8个按键，提供选手抢答，P3.0-P3.5四个接四个按键，提供开始、结束、答题时间调整、枪答时间调整，加1、减1调整之用。 1.2.2主要功能 抢答功能：通过八路按键配合程序来实现抢答功能。当主持人宣布抢答开始后，此时任一路按下按钮均闭锁其它各路，由程序对键盘译码并显示最先按下抢答键的路数及其当前时间。 2 设计方案简述 2.1 设计方案所用材料 本设计采用了74ls48p，74ls279n，74ls148n芯片来完成实验，还需数码管，复位开关，电阻等。此次设计的电路符合设计本身的要求，能够很好的完成课题所布置的任务。 2.2方案总体思想 抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“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，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当一定时间到，却没有选手抢答时，封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在一定时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作： （1）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； （2）显示灯亮，提醒节目主持人注意； （3）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； （4）控制电路要使定时器停止工作，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。 3 详细设计 3.1 稳压电源 （图3-1） 3.1.1直流稳压电源设计思路 1）电网供电电压交流220V(有效值)50Hz，要获得低压直流输出，首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。 2）降压后的交流电压，通过整流电路变成单向直流电，但其幅度变化大