16路竞赛抢答器设计.docVIP

. PAGE . . . 学校:洛阳理工学院 学校:洛阳理工学院 系别：电气工程及自动化 专业：自动化 班级：B110414 学号：姓名：周俊林 16路竞赛抢答器设计 用Protel对16路竞赛枪答器进行设计, 16路竞赛抢答器主要由锁存器、优先编码器、同步可逆计数器、加法器、比较器、555定时器、数码管等主要元件构成。结果表明，该方法效果真实、准确，设计出的16路竞赛抢答器具有实用性强，操作简单，成本低廉的特点。 竞赛抢答器系统是工厂、学校和电视台等单位举办各种智力竞赛等娱乐活动中经常使用的重要基础设备之一。目前设计抢答器的方法很多，采用EDA可以更加快速、灵活地设计出符合各种要求的抢答器。其中,16路智力竞赛抢答器设计方案中有些显示器是从0～15显示选手的编号，这不符合实际竞赛使用时对选手从1～16进行编号的习惯，不利于实际推广使用。以文献为基础，对其核心电路进行了改进，并基于Protel软件平台设计开发了16路竞赛抢答器系统，使得显示器上能从1～16正确显示选手的编号。此外，还设计了抢答倒计时最后5 s报警提示电路和计分器，计分器用于各参赛选手的加分和减分。这种设计思路清晰，电路功能齐全，可满足抢答器的实际使用要求。 1.Protel简介 Protel是Altium公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用Protel。2 总体设计思路2．1 16路抢答器的功能要求??(1)同时供16名选手参加比赛。选手的编号为1～16，各用一个抢答按钮，按钮的编号分别用16个按钮S1～S16表示，与选手的编号相对应。??(2)给主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。??(3)抢答器具有锁存与显示功能。在主持人将系统复位发出抢答指令后，若参赛者按抢答按钮，则组别显示电路显示出抢答者的组别，同时蜂鸣器发出“嘀”的报警音响。此时电路具备自锁存功能，使别组的抢答开关不起作用。??(4)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 s)。当主持人启动“开始”键后，定时器开始减计数并显示。参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效。如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，蜂鸣器报警并封锁输入电路，禁止选手超时抢答，定时显示器上显示“00”。??(5)设置计分电路。每组在开始时预置分数(如100分)，抢答开始后由主持人控制，答对加分，答错减分。2．2 系统原理框图系统原理框图如图1所示。 3 电路设计? 抢答器由抢答电路、定时电路、报警电路、时序控制电路和计分电路五部分组成。 3．1 抢答电路??抢答电路的主要作用是分辨出抢答者按键按下的先后，锁存并显示抢答者的号码，同时能使后抢答者的按键无效。抢答电路主要由优先编码器74LS148，RS锁存器74LS279，加法器74LS283，比较器74LS85，译码器74LS48，集成了4个与门的74LS08，三输入端或门(CD4075)，7段数码管，S1～S16十六个按钮开关组成。 工作过程为：当主持人将开关处于“清除”位置时，RS锁存器的端为0，5个RS锁存器的输出Q全部置0，使74LS48的，显示器灯灭。与此同时优先编码器74LS148的选通输入端，使之处于工作状态，此时锁存器不工作。当主持人将控制开关拨向“开始”时，优先编码器和锁存器同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号输入。对参加比赛的16名选手从1～16进行编号，同时需要用到2个显示器，当选手编号大于9时高位显示器显示1，小于等于9时高位显示器显示0。预置比较器74LS85的字B为8，即输人端B3B2B1B0为1000，当选手编号小于等于9时，即比较器74LS85的字A小于等于8，A≤B即YAB输出为0；当选手编号大于9时，即比较器74LS85的字A大于8，AB即YAB输出为1，与高位显示器数字一致，所以可以直接用74LS85的YAB脚控制高位显示器的A0，高位显示器的A3，A2，A1全部置0。再引入3个与门(74LS08)和1个三输入端或门(CD4075)，3个与门的一端置011，另一端与比较器的YAB相连，或门的三输入端分别与比较器的YA B，YA-B，YAB相连。当选手编号大于9时，需要加7才能在显示器上正确显示选手的编号，如当16号选手优先抢答时，选手编号大于9，比较器的A3A2A1A0为1111，YAB=1，加法器的A3A2A1A0为1111，B3B