电工电子技术课程设计智能抢答器的设计与制作.doc

学 号： 课 程 设 计 题 目 智能抢答器的设计与制作 学 院 自动化学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 姓 名 指导教师 2011 年 07 月 06 日 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 电气0906班 指导教师： 工作单位： 自动化学院 题 目: 智能抢答器的设计与制作 初始条件： （1）可同时供８名选手抢答输入，每人一个开关； （2）稳定显示与输入开关编号相对应的数字0-7； （3）主持人一个开关以控制开始或显示清0 （4）当有人抢答时，其对应编号立即显示并锁存，且其他选手被禁止 选作: 设计 具有定时抢答功能的电路，由主持人预先设定时间 要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 设计任务及要求 方案比较及认证 系统框图，原理说明 硬件原理，完整电路图，采用器件的功能说明 调试记录及结果分析 对成果的评价及改进方法 总结（收获及体会） 参考资料 附录：器件表，芯片资料 时间安排： 6月27日——6月30日：明确课题，收集资料，方案确定，仿真 7月1日——7月4日：硬件电路制作与调试 7月5日——7月8日：报告撰写，交设计报告，答辩 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 目录 摘要 1 1智能抢答器的设计 2 1.1抢答器的功能要求 2 1.2方案的提出和比较 2 1.3整体设计思路 4 1.4单元电路的设计 5 1.4.1抢答电路设计 5 1.4.2定时电路设计 9 1.5抢答器整体电路 12 2电路仿真 13 2.1抢答电路仿真 14 2.2整体电路仿真 15 2.3仿真中出现的问题 15 3智能抢答器实物制作中出现的问题 15 4总结 16 参考文献 17 附录 元器件清单 --18摘要 抢答器是一种广泛运用于各种场合的、操作简便的普通用具。 此次设计的智能抢答器可同时供8名选手或8个代表队参加比赛。其电路由主体电路和扩展电路两部分组成，分别由集成编码器、计数器、锁存器、定时器和必要的门电路等元器件组成。其中主体电路的作用是完成主持人的控制，系统清零与抢答开始功能，以及完成参赛者的抢答、显示其编号的功能。扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路，起到抢答计时的作用。 此次设计的原理图经Proteus仿真软件验证基本无误，可实现设计所要求功能。根据原理图，在面包板上连接构成实物。 关键词： 抢答器 仿真 主体电路 扩展电路 智能抢答器的设计与制作 1智能抢答器的设计 智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法，通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣，并且能在极短时间内，使人们增加一些科学知识和生活常识。抢答器的应用可以避免某些竞赛中的不公平，因此抢答器广泛运用于各种场合。随着科技的飞速发展，能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式以及利用微电脑芯片作为核心部件进行逻辑控制及信号产生的单片机技术和C语言编程而设计的多路智力竞赛抢答器。本设计将采用数字电路实现八路智能竞赛抢答器。 1.1抢答器的功能要求 基本功能：设计一个智能竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，其对应的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，他们各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。节目主持人拥有一个总的控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。抢答器具有数据锁存和显示的功能。当主持人发出指令开始后，抢答开始，若有选手按抢答按钮，其对应的编号立即会被锁存，并在数码管上显示出对应的选手的编号。此外，禁止其他选手再抢答。第一个抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 扩展功能：该抢答器具有定时抢答的功能，每次抢答的定时时间可由主持人设定。当主持人宣布“开始抢答”后，定时器立即开始倒计时，并在数码管显示屏上显示。参赛选手在规定的时间内抢答，抢答才有效，然后定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时刻，维持到到主持人再次清零为止。如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答，则本次抢答无效，系统会封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 1.2方案的提出和比较 根据对功能要求的理解，可以设计出如下两种方案。 方案一系统框图如图1所示。 图1 方案一系统框图 方案一所示抢答器工作过程：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码