八路智力竞赛抢答器的设计.doc

广西工学院 电子技术 课程设计 说明书 设计题目：八路智力竞赛抢答器电路 系 别： 信计系 专业班级： 电科061 学生姓名： 甘保安 学 号： 200600902045 指导教师： 覃启锦 日 期： 2009-2-27 八路智力竞赛抢答器的设计 实验报告的总体规划： 一. 引言 二．设计任务及系统功能简介 1. 基本功能 2. 扩展功能 三．实现的原理与电路 1.数字抢答器总体方框图 2.单元电路设计 (1) 抢答器电路 (2) 定时电路 （3）报警电路 （4）时序控制电路 四、总体方案选择的论证。 五、在设计过程中发现的问题和所做的改进 六、组装与调试 ①抢答电路 ②定时电路 ③时序控制及报警电路 七、所用元器件列表 八、参考文献 九、心得体会 十、结语 十一、附录:整机电路原理图 摘要: 本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。 关键词: 八路, 抢答器, 设计,定时，计时，报警 一、引言 工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答器是必要设备。在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。为解决这个问题，我们小组准备就本次课设的机会制作一个低成本但又能满足学校需要的八路数显抢答器。 二、设计任务及系统功能简介 1.基本功能： （1） 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。 （2） 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。 （3） 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在DPY_7-SEG七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 2.扩展功能： （1） 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）。当主持人启动开始键后，定时器进行减计时。 （2） 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） 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 三、实现的原理与电路 1．数字抢答器总体方框图 如图1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零状态，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。 主体电路 抢答按钮报警电路控制电路主持人控制开关译码电路定时电路秒脉冲产生电路显示电路译码电路译码显示锁存器优先编码电路 扩展电路 抢答 按钮 报警电路 控制电路 主持人控制开关 译码电路 定时电路 秒脉冲产生 电路 显示电路 译码电路 译码显示 锁存器 优先编码电路 图1 设计框图 2．单元电路设计 (1) 抢答器电路 设计电路如图2所示。电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS279来完成。该电路主要完成两个功能：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（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关S置于清除端时，RS触发器的 R、S端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端（图中5号端）＝0，使之处于工作状态。当开关S置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO(图中4端) =1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，CTR＝１，使74LS148 优先编码工作标志端（图中5号端）＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的