數(shù)電四人搶答器課程設計

1、<p>　　數(shù)字電子技術課程設計</p><p>　　一.課程設計的題目：四人智力競賽搶答器。</p><p>　　二.設計任務和要求：</p><p><b>　　1.設計任務</b></p><p>　　設計一臺可供4名選手參加比賽的智力競賽搶答器。 用數(shù)字顯示搶答倒計時間，由“9”倒計到“0”時，無人搶答

2、，蜂鳴器連續(xù)響1秒。選手搶答時，數(shù)碼顯示選手組號，同時蜂鳴器響1秒，倒計時停止。</p><p><b>　　2.設計要求</b></p><p>　　(1)4名選手編號為：1，2，3，4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應，也分別為1，2，3，4。</p><p>　　(2)給主持人設置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管

3、滅燈）和搶答的開始。</p><p>　　(3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上顯示該編號，同時揚聲器給出音響提示，封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。</p><p>　　(4)搶答器具有定時（9秒）搶答的功能。當主持人按下開始按鈕后，定時器開始倒計時，定時顯示器顯示倒計時

4、間，若無人搶答，倒計時結束時，揚聲器響，音響持續(xù)1秒。參賽選手在設定時間（9秒）內搶答有效，搶答成功，揚聲器響，音響持續(xù)1秒，同時定時器停止倒計時，搶答顯示器上顯示選手的編號，定時顯示器上顯示剩余搶答時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。</p><p>　　(5)如果搶答定時已到，卻沒有選手搶答時，本次搶答無效。系統(tǒng)揚聲器報警（音響持續(xù)1秒），并封鎖輸入編碼電路，禁止選手超時后搶答，時間顯示器顯示0。</p

5、><p>　　(6)可用石英晶體振蕩器或者555定時器產生頻率為1Hz的脈沖信號，作為定時計數(shù)器的CP信號。</p><p>　　三.原理電路和程序設計：</p><p>　　1．數(shù)字搶答器總體方框圖      如圖11、1所示為總體方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關撥到"清除"狀態(tài)，搶

6、答器處于禁止狀態(tài)，編號顯示器滅燈，定時器顯示設定時間；主持人將開關置開始"狀態(tài)，宣布"開始"搶答器工作。定時器倒計時，選手在定時時間內搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示,當一輪搶答之后，定時器停止、禁止二次搶答、定時器顯示零。如果再次搶答必須由主持人再次操作"清除"和"開始"狀態(tài)開關。</p><p>　　2．單元電路設計

7、 (1) 搶答器電路    參考電路如圖11、２所示。該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效。工作過程：開關S置于"清除"端時，RS觸發(fā)器的 端均為０，４個觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的 ＝０，使之處

8、于工作狀態(tài)。當開關S置于"開始"時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當有選手將鍵按下時（如按下S4），74LS148的輸出 經RS鎖存后，1Q=1,74LS48處于工作狀態(tài)，４Q３Q２Q=100,經譯碼顯示為"4"。此外，1Ｑ＝１，使74LS148 ＝１，處于禁止狀態(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當按鍵松開即按下時，74LS148的 此時由于仍為１Ｑ＝１，使ST＝１，所以74LS148仍處于禁止狀態(tài)，確保不會出二

9、次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關重新置 清除"然后再進行下一輪搶答。74LS148為８線－３線優(yōu)先編碼器.</p><p><b>　　(2)定時電路</b></p><p>　　由節(jié)目主持人設定一次搶答的時間，通過預置時間電路對計數(shù)器進行預置，計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供。可預置時間的電路選用十進制同步加減計數(shù)器7

10、4LS192進行設計，具體電路如圖11、3所示。</p><p><b>　?。?）報警電路</b></p><p><b>　　(4)零點鎖存電路</b></p><p>　?。?）時序控制電路    時序控制電路是搶答器設計的關鍵，它要完成以下三項功能：①主持人將控制開關撥到

11、"開始"位置時，搶答電路和定時電路進人正常搶答工作狀態(tài)。 ②當參賽選手按動搶答鍵時，搶答電路和定時電路停止工作，倒計時歸零。</p><p>　?、郛斣O定的搶答時間到，無人搶答時,搶答電路和定時電路停止工作。</p><p><b>　　秒脈沖波形</b></p><p><b>　　四.元件選擇</b&g

12、t;</p><p>　　1. 集成電路： 74LS148 1片 74LS373 1片 74LS48 2片 74LS192 1片 NE555 1片 74LS00 2片 </p><p>　　74LS121 2片 74LS21 1片 74LS32 1片 74LS08 1片<

13、/p><p>　　2. 電 阻|： 100KΩ 2只 40Ω 2只 15kΩ l只 68kΩ l只 </p><p>　　3. 電 容： 10UF 3只 10nf 1只4. 其 它： 共陰極顯示器 2只, 雙刀單閘開關 1只，PBNO開關4只，buzzer蜂鳴器2只</p><p>

14、;　　五,整體電路及軟件仿真的效果圖以及仿真調試結果分析</p><p><b>　　555的秒脈沖圖</b></p><p><b>　　六.工作原理</b></p><p>　　1.置數(shù)：通過單刀雙擲開關將74ls192的load輸入端先置為高電平，使74ls192實現(xiàn)置數(shù)功能，將其置為1001，再通過開關，將load

15、輸入端先置為低電平，使其開始倒計時。 </p><p>　　2.當主持人按下開始按鈕時,蜂鳴器響，選手開始搶答,并且倒計時開始倒計,當有任何一個選手按下按鈕時LS148被鎖存,蜂鳴器響，其他選手按下無效,同時倒計時制止,數(shù)碼管顯示剩余時

16、間和選手對應的號碼,倒計時數(shù)碼管顯示為0，蜂鳴器響，禁止選手搶答。主持人再置為開始狀態(tài),其他選手才可以繼續(xù)搶答,倒計時從新倒計,進入下一個搶答狀態(tài). </p><p>　　3.當無選手按按鈕是,倒計時繼續(xù)直到倒計時為零,此時零點到的信號將LS148鎖存,選手再按下按鈕無效,同樣只有當主持人清零后再置為開始狀態(tài),其他選手才可以繼續(xù)搶答。</p><p>　　4.鎖存的實現(xiàn):LS373的有信號

17、輸入時，通過74LS21將信號反饋回74LS373的使能端EI,此時LS373被高電平鎖住，停止工作，禁止其它選手搶答，同時將低電平信號反饋回74ls192的倒計時輸入端，使其停止工作，保持剩余搶答時間。當?shù)褂嫊r為0時，通過74LS32將信號反饋回74LS148的使能端EI，此時LS148被鎖在低電平，停止工作，禁止有選手超時搶答，同時將低電平信號反饋回74ls192的倒計時輸入端，使其停止工作，停止倒計時。主持人通過單刀雙擲開關對LS

18、373和LS148的使能端的控制來清除鎖存信號,并使得搶答器重新工作。</p><p><b>　　七．總結</b></p><p>　　1、通過這次課程設計，加強了我動手、思考和解決問題的能力。 </p><p>　　在整個設計過程中，我總共想過兩個方案，另一個方案弄了兩天，原理圖和仿真圖都實現(xiàn)結果，但實物結果總是實現(xiàn)不了題目的要求。所以我又

19、花了一天的時間做出這個方案，這個相對另一個方案比較簡單，包括電路原理和連接，和芯片上的選擇。</p><p>　　2、在設計過程，經常會遇到這樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了。所以這幾天不管是吃飯還是睡覺，腦子里總是想著如何解決這些問題，如何想出更好的連接方法。不過說也奇怪，整天想著這些問題，腦子和身體卻一點都不會覺得累。或許是那種渴望得到知識的欲念把疲勞趕到九宵云外去了

20、吧！ </p><p>　　3、我沉得做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功時看課本，這次看了，下次就忘了，主要是因為沒有動手實踐過吧！認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。故一個小小的課程設計，對我們的作用是如此之大。</p><p>　　4

21、.經過這幾周的努力，在老師和同學的幫助下，我基本上完成了設計任務。通過這次課程設計，我充分認識到了自學的重要性，以及學以致用的道理，也體會到很多自己完成一件事,成功解決困難的樂趣。我在圖書館和網(wǎng)上查閱了大量的資料，同時也認識到了圖書館和網(wǎng)上搜索的重要作用。在今后的學習過程中，應該多到圖書館和網(wǎng)上看一些專業(yè)方面的書籍，以豐富自己的知識。也使我加深了對數(shù)字電路技術的理解和應用。由于知識水平的局限，設計中可能會存在著一些不足，我真誠的接受老師