课程设计实验报告-抢答器.doc

课题二 数字式抢答器 一．数字式抢答器功能概述 在举办各种智力竞赛活动中，常常需要确定随是第一个抢答的人。数字式抢答器利用电子器件可以准确的解决这一问题。数字式抢答器允许抢答者在规定的时间范围内进行抢答，可以用数字显示抢先者的序号，并配有相应的灯光指示和声报警功能；对犯规抢答者（指在抢答开始命令下达前抢答者），除用声、光报警外，还应显示出犯规者的序号；若规定抢答时间已过，要告示任何输入的抢答信号均无效，除非重新下达抢答命令。 二．任务和要求 设计一个数字式抢答器，具体要求如下： 1．要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号是在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序号，绿灯亮。 2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。 3．在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。 4．选做：不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。 三．原理电路和程序设计 (一)总体设计电路 如下图所示为总体方框图。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，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,当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示零。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 (二)部分电路介绍 1、抢答器电路S置于清除端时，当有选手将键按下时74L148的四个输出相与控制74L75的使能端，使其锁存并且让它和开关相与去控制红灯亮，保证报警电路通。当开关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S3），74LS148的输出 经与门给75锁存后，1Q=1,74LS48处于工作状态， Q4Q3Q2=011,经译码显示为3。此外，75的使能端通路，处于工作状态，封锁其他按键的输入。，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置 清除然后再进行下一轮抢答。74LS148为８线－３线优先编码器. 2、七段数码管显示电路 此电路是通过用门电路连接，达到译码的效果，将所抢答组号显示在七段数码管上。通过下列真值表实现： 输 入 输 出 AAAA a b c d e f g 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 a=d= Q 2+ Q 3 b=1 c= Q 2+Q 4 e= Q 2 f= Q 4 g= Q1 3、废题计时电路 本电路通过十进制计数器74LS161和BCD七段译码器74LS48（其输出是驱动七段字形的七个信号），实现计时废题功能，当主持人宣布开始答题时，计数器顺时计数，若无人抢答，计数器计到九时，通过报警电路发出声响。该题作废。 （1）字符显示器：分段式显示是将字符由分布在同一平面上的若干段发光笔划组成。电子计算器，数字万用表等显示器都是显示分段式数字。而LED数码显示器是最常见的。通常有红、绿、黄等颜色。LED的死区电压较高，工作电压大约1.5~3V，驱动电流为几十毫安。图5-2是七段LED数码管的引线图和显示数字情况。74LS47译码驱动器输出是低电平有效，所以配接的数码管须采用共阳极接法；而74LS48译码驱动器输出是高电平有效，所以，配接的数码管须采用共阴极接法。图3-3（a）是共阴式LED数码管的原理图，使用时，公阴极接地，7个阳极a,b,c,d,e,f,g由相应的BCD七段译码器来驱动，如图3-3（b）所示。 （a）引线图 （b）七段字形组合情况 图3-3共阴式LED数码管的原理图和驱动电路 图3-3(c )七段LED数码管 （2）74LS48是输出高电平有效的中规模集成BCD七段显示译码驱动器，它的真值表见表下图所示 十进制 数或 功能 输 入 输 出 A3 A2 A1 A0 a b c d e f g 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1