四位搶答器課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告書</b></p><p>　　課程名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　題 目： 四路搶答器 </p><p>　　系 （院）： 電子工程學(xué)院 </p><p>　　學(xué) 期：

2、 12-13-2 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 電氣工程111班 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p><b>　　引言&

3、lt;/b></p><p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是一門十分重要的實(shí)踐基礎(chǔ)課，學(xué)生不僅需要有較高的理論素養(yǎng)，同時(shí)也要掌握基本的設(shè)計(jì)知識(shí)和技能，理論加實(shí)踐，為今后各課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，不僅可以有效的復(fù)習(xí)所學(xué)習(xí)的知識(shí)，更培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考與解決困難的能力。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)目的：</b></p><p&

4、gt;　　1、鞏固加深對(duì)電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力。</p><p>　　2、通過(guò)查找資料、選方案、設(shè)計(jì)電路、安裝調(diào)試、寫報(bào)告等環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，熟悉設(shè)計(jì)的過(guò)程、步驟。為以后從事電子電路設(shè)計(jì)、研制電子產(chǎn)品打下基礎(chǔ)。</p><p>　　3、了解電子線路設(shè)計(jì)的工程、工藝技術(shù)規(guī)范，學(xué)會(huì)書寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 </p><

5、p>　　4、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅、認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)。</p><p>　　5、在課余實(shí)踐，有效地激發(fā)學(xué)生對(duì)電子設(shè)計(jì)的興趣，豐富課外生活。</p><p>　　6、培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，擴(kuò)展知識(shí)面。</p><p>　　3 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</p><p>　　智力競(jìng)賽是一種生動(dòng)活潑的教育形式和方法，通過(guò)搶答和必答兩種方式能引起參加競(jìng)賽者

6、和觀眾的極大興趣，并能在極短的時(shí)間內(nèi)，使人們?cè)黾右恍┍匾闹R(shí)。進(jìn)行智力競(jìng)賽時(shí)一般分為若干組，各組回答主持人提出的問(wèn)題，問(wèn)題又分為必答及搶答兩種，必答時(shí)有時(shí)間限制，到時(shí)要告警，回答問(wèn)題正確與否，由主持人判定為是加分還是減分。成績(jī)?cè)u(píng)定結(jié)果用電子裝置顯示。搶答時(shí)，要判定哪組搶得，并有聲音及指示燈顯示。，根據(jù)分組，選擇搶答器進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　具體要求如下：</b></p

7、><p>　　1．搶答組數(shù)為4組，輸入搶答信號(hào)的電路應(yīng)具有去抖動(dòng)功能。</p><p>　　2．判斷選組電路應(yīng)能迅速、準(zhǔn)確地判出搶答者，同時(shí)能排除他組的信號(hào)，閉鎖其它電路的輸入，并對(duì)搶中者給以聲光信號(hào)顯示。</p><p>　　3．計(jì)數(shù)顯示電路。每組有三位十進(jìn)制計(jì)分顯示電路，能進(jìn)行加操作。</p><p>　　4．定時(shí)及音響。必答時(shí)啟動(dòng)定時(shí)燈亮，

8、以示開(kāi)始，當(dāng)時(shí)間到時(shí)要發(fā)聲音，并熄滅指示燈。掄答時(shí)，最后搶得的一組燈亮，其余燈滅，同時(shí)也可以驅(qū)動(dòng)組別數(shù)字顯示。</p><p>　　5．回答問(wèn)題的時(shí)間可以調(diào)整，分別為10S、20S、50S或更長(zhǎng)。</p><p>　　6．主持人要有復(fù)位按鈕，和加分按鈕。</p><p>　　4 原理電路和程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4．1 數(shù)字搶答器總

9、體方框圖： </p><p>　　如下圖所示為總體方框圖。電路主要由脈沖產(chǎn)生電路、鎖存電路、編碼及顯示電路、倒計(jì)時(shí)電路和音響產(chǎn)生電路組成。當(dāng)有選手搶答時(shí)，優(yōu)先判斷，編號(hào)鎖存，阻止其他選手搶答，然后編碼，再將數(shù)字顯示在顯示器上同時(shí)產(chǎn)生音響。接通電源后，主持人將開(kāi)關(guān)撥到"清除"狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，而當(dāng)主持人將開(kāi)關(guān)置“開(kāi)始”狀態(tài)，即當(dāng)主持人宣布開(kāi)始搶答時(shí)，倒計(jì)時(shí)電路啟動(dòng)由9計(jì)到0，選手在定時(shí)時(shí)

10、間內(nèi)搶答，如有選手搶答，倒計(jì)時(shí)停止。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示零。如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開(kāi)始"狀態(tài)開(kāi)關(guān)?？傮w方框圖如圖1所示：</p><p>　　圖1 總體方框圖</p><p>　　4．2 單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 脈沖產(chǎn)生電路：</p>

11、<p>　　由555定時(shí)器和電阻電容接合成多諧振蕩器，產(chǎn)生所需要的震蕩脈沖。根據(jù)需要，產(chǎn)生1hz的震電蕩路，T=Ln2*C*（R1+2*R2）,既有f=1/(R1+2R2*C*ln2)。脈沖電路如圖2所示： </p><p><b>　　圖2 脈沖電路圖</b></p><p>　　其脈沖電路仿真圖如圖3所示：</p><p>

12、　　圖3 脈沖電路仿真圖</p><p>　　由圖片看到，R1=R2=50k，C1=C2=10nF，根據(jù)公式得到T=1.0ms，故頻率約為1hz，滿足于需求。由multisim仿真，的示波器截圖可見(jiàn)，T=1.061，誤差很小，合適與電路設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　4.2.2 倒計(jì)時(shí)顯示電路：</p><p>　　該電路采用十進(jìn)制同步減計(jì)數(shù)器74LS190，主持

13、人宣布開(kāi)始時(shí)，按下按鈕，同時(shí)使計(jì)數(shù)器置數(shù)為“9”，并在脈沖作用下開(kāi)始倒計(jì)時(shí)并在顯示器上顯示，到零時(shí)停止。</p><p><b>　　真值表如表1所示：</b></p><p>　　表1 74LS190真值表</p><p>　　CLK時(shí)鐘輸入端（上升沿有效）， CTEN計(jì)數(shù)控制端（低電平有效）， A～D并行數(shù)據(jù)輸入端 QA～QD 輸出端，

14、LOAD異步并行置入控制端（低電平有效 ） U /D 加/減計(jì)數(shù)方式控制端。</p><p>　　倒計(jì)時(shí)脈沖電路如圖4所示：</p><p>　　圖5 倒計(jì)時(shí)脈沖電路</p><p>　　倒計(jì)時(shí)脈沖仿真圖如圖6所示：</p><p>　　圖6 倒計(jì)時(shí)脈沖仿真圖<

15、;/p><p>　　R3=R4=20k,C3=24uF,根據(jù)公式計(jì)算和軟件仿真，得到T=1s，符合倒計(jì)時(shí)脈沖。</p><p>　　4.2.3 提示音電路</p><p>　　電路由555定時(shí)器和電阻電容接合成多諧振蕩器，產(chǎn)生所需要的脈沖，然后接入蜂鳴器構(gòu)成。如圖6所示：</p><p><b>　　圖6 脈沖電路</b>

16、;</p><p>　　4.2.4 搶答電路搶答開(kāi)關(guān)：</p><p>　　選手的搶答開(kāi)關(guān)，當(dāng)某組最先閉合時(shí)，有限編碼器將其鎖定，其它開(kāi)關(guān)閉合或者斷開(kāi)將不會(huì)改變它的狀態(tài)。</p><p>　　圖7 復(fù)位及其搶答開(kāi)關(guān)</p><p>　　4.2.5 加分獨(dú)立系統(tǒng)：</p><p>　　答對(duì)問(wèn)題的十分，答錯(cuò)不加分，加分

17、開(kāi)關(guān)由主持人控制。由于multisim器件有數(shù)量限制，所以在只添加一個(gè)加分系統(tǒng)。如圖8所示：</p><p><b>　　圖8 加分電路圖</b></p><p><b>　　5 總電路圖：</b></p><p><b>　　圖8 總電路圖</b></p><p><

18、;b>　　6 元器件清單：</b></p><p><b>　　表2 元器件清單</b></p><p><b>　　7 總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)：加深了我對(duì)數(shù)字電路知識(shí)的了解，尤其是數(shù)字芯片的性能和使用。課程設(shè)計(jì)使我對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)更感興趣，原來(lái)它是很奧秘的，一些電子功能可以通

19、過(guò)組合各種各樣的元器件，從而產(chǎn)生想要實(shí)現(xiàn)的功能，關(guān)鍵在于能夠設(shè)計(jì)出符合要求的電路。我對(duì)課本知識(shí)得到了鞏固和加強(qiáng)，畢竟課本知識(shí)是抽象的，只有真正在實(shí)踐中利用它，做到學(xué)以致用，才能加深對(duì)它的理解，所以設(shè)計(jì)出這個(gè)題目后，我發(fā)現(xiàn)以前對(duì)課本有疑問(wèn)的地方都隨著在課程設(shè)計(jì)中豁然開(kāi)朗了。而且，實(shí)踐加強(qiáng)了我思考和解決問(wèn)題的能力。這一課程設(shè)計(jì)使我們將課堂上的理論知識(shí)有了進(jìn)步的了解，并增強(qiáng)了對(duì)數(shù)字電子技術(shù)這門課程的興趣。了解了更多電子元件的工作原理，如：74

20、LS175、74LS48、74ls192等。但同時(shí)也暴露出我在知識(shí)上掌握不足等缺點(diǎn)。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中由于我們頻繁使用電子設(shè)計(jì)軟件Multisim，因此使我熟悉了軟件的使用，同時(shí)在電腦的電子設(shè)計(jì)和繪圖操作上有了進(jìn)一步提高。加上在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了一些問(wèn)題，使得我要查找相關(guān)資料，從而增長(zhǎng)知識(shí)的同時(shí)增強(qiáng)解決問(wèn)題和動(dòng)手的能力，鍛煉我做事細(xì)心、用心、耐心的能力。由于知識(shí)水平的局限，該課程設(shè)計(jì)有一些不足的地方，真誠(chéng)地希望老</p>&l

21、t;p><b>　　8 參考資料</b></p><p>　　[1]彭介華主編電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：高等教育出版社，1997。</p><p>　　[2]李振聲主編實(shí)驗(yàn)電子技術(shù)，北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001。</p><p>　　[3]盧結(jié)成、高世忻等編電子電路實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用課題設(shè)計(jì)，合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2002。</