南昌大学综合课程设计（Ⅰ）（模电数电）报告七路抢答器 .doc

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综合课程设计（Ⅰ）（模电数电）报告

设计题目：七路抢答器

学院：信息工程学院系：能源与电气系

专业班级：

学号：

学生姓名：

起讫日期：2023年9月4日-2023年9月8日

指导教师：

摘要

设计一个可供七人使用的抢答器，能够在主持人设置开始抢答后，将最先按下按键的对应编号显示并锁存起来，并且抢答器可以重复使用，计时器计时采用倒计数的方式，结束采用蜂鸣器长鸣，锁存采用蜂鸣器响应一段时间后停止，区分两种模式导致蜂鸣器响应。抢答可以自由设置倒计时时间，使用拨码开关实现。

关键字:多人抢答、倒计时、声音报警、锁存控制

一、设计任务与要求

1，设计任务

设计一个七人智力抢答器电路

设计要求

基本功能：

①设计一个供七人参赛的抢答器，能准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者，稍后的其他人按下开关则无效。抢答器具有显示功能，即选手按动按钮，相应的LED发光二极管按照规定的频率闪烁，同时扬声器发出声音。

②能够实现抢答控制，主持人没有宣布抢答开始时，抢答不起作用。主持人宣布抢答开始时，按“开始”键，抢答开始，同时启动计时器计时。抢答开始后当有某一选手首先按下抢答按钮时，选手编号立即被锁存，对应编号LED闪烁并发出报警声响，此时抢答器不再接收其他的输入信号，优先抢答抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

③计时器计时采用倒计数的方式，以加强现场气氛，增加紧迫感。若预定时间内无人抢答，扬声器自动发声作为提示停止抢答，在停止抢答后选手抢答不再显示。

改进：采用数码管替代LED显示编号，更加直观的显示抢答人编号。

拓展：结束采用蜂鸣器长鸣，锁存采用蜂鸣器响应一段时间后停止，区分两种模式导致蜂鸣器响应。

拓展：抢答可以自由设置倒计时时间，使用拨码开关实现。

二、方案设计与论证

1，方案一：

方案一：仿真总体电路图

方案一主要是直接通过编译BCD码进行倒计时设置，同时采用的是四输入的数码管

2，方案二：

方案二：仿真总体电路图

方案二则是采用拨片开关随时设置倒计时0-99秒，考虑到四输入数码管成本较高，更改为74LS48编码器和八角数码管组合代替，同时减少一个多谐振荡器

3，方案比较

方案一的显示模块更加简单。但成本较高。方案一的功能由于多加了一个振荡器可以实现不同频率闪烁。综上所述，通过实际的仿真和基于成本的考虑，采用第二种方案。

三、单元电路设计与参数计算

以下几个模块是构成七人抢答器电路的主要功能模块，为更清晰的说明该方案的原理，先分模块介绍如下：

设计思路：

设计步骤

（一）抢答电路模块

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。

74LS148:是一种8线输入3线输出的二进制编码器，其作用是将输入的八个状态分别编成8个二进制码输出，优先编码器允许同时输入两个以上的编码信号，不过在编码器中将所有编码的优先顺序排了队，在同时输入几个信号时，只对其中优先权最高的一个进行编码。

74LS279:该芯片具有锁存器的功能，其内部是由4个RS触发器组成的，当有一人优先抢答后其它人就不能抢答了，其他的虽然有电平输入，但是输出的电平保持原态不变。

（二）译码显示电路模块

译码电路由74ls48组成，而译码是编码的逆过程，其任务是恢复编码的原意。按内部的连接方式不同，七段数字显示器分为共阴极和共阳极两种。

74LS48:该芯片是一个十进制（BCD）译码器，可用来驱动共阴极的发光二极管显示器。74ls48的内部有升压电阻，因此无需外接电阻（可直接与显示器相连）

（三）定时电路模块

原理及设计：该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减法计数器74LS192减法计数电路

74LS192：74ls192的预置数控制端实现预置数，设定一次抢答的时间，通过预置数电路对计时器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计时器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极的七段数码显示管上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，BO2输出低电平到时序控制电路，以后选手抢答无效。

555定时器：该芯片构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为触发器