基于邏輯數(shù)字電路的搶答器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</b></p><p>　　題目 基于邏輯數(shù)字電路的搶答器設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名 學(xué) 號(hào) </p><p>　　所在系 專(zhuān)業(yè)年級(jí)</p><p>　　指導(dǎo)教師 職 稱(chēng)

2、 </p><p><b>　　二O一O年十一月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，促使人們學(xué)科學(xué)、學(xué)技術(shù)、學(xué)知識(shí)的手段多種多樣。搶答器作為一種工具，已廣泛應(yīng)用于各種智力和知識(shí)競(jìng)賽場(chǎng)合。但搶答器的使用頻率較低，且有的要么制作復(fù)雜，要么可靠性低，減少興致

3、。做為一個(gè)單位若專(zhuān)購(gòu)一臺(tái)搶答器雖然在經(jīng)濟(jì)上可以承受，但每年使用的次數(shù)極少，往往因長(zhǎng)期存放使（電子器件的）搶答器損壞，再購(gòu)置的麻煩和及時(shí)性就會(huì)影響活動(dòng)的開(kāi)展,因此設(shè)計(jì)了本搶答器。</p><p>　　數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開(kāi)關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路，以上兩部分組成主體電路。通過(guò)定時(shí)電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出實(shí)現(xiàn)

4、計(jì)時(shí)功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路。</p><p>　　關(guān)鍵字：搶答電路 定時(shí)電路 報(bào)警電路 時(shí)序控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the continuous development of science and technology, promote learning science, scie

5、nce and technology, knowledge of the variety of means. With a tool for Qiangda, which has been widely used in all kinds of intelligence and knowledge contests occasions. But Qiangda is used for lower frequency, and some

6、production complex or low reliability, and reduced interest. As a unit, if the purchase is a Qiangda .Although the economy can bear, each year the number is extremely small, because of the lo</p><p>　　The fi

7、gure vies for the answering device by the subject circuit and expands the circuit to make up . Have priority in code circuit , latch , decipher circuit and export the input signal of the entrant team on the display; Star

8、ting the warning circuit with the control circuit and host's switch, two the above-mentioned parts make up the subject circuit. Through timing circuit and decipher second signal function while outputs and realizes co

9、unting on the displaying that pulse produce circuit, form </p><p>　　Keywords: Vie for answering the circuit   Timing circuit   Warning circuit    Time sequence contro

10、lling </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目 錄III</b></p><p><b>　　第一章

11、緒論1</b></p><p>　　1.1 課題的背景1</p><p>　　1.2 課題的目的和意義1</p><p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容1</p><p>　　1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　第二章 搶答器的系統(tǒng)概述3</p><p>　　2.1

12、 系統(tǒng)的主要功能簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.2搶答器的工作原理簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.3 搶答器系統(tǒng)的需求分析4</p><p>　　2.4 搶答器的工作流程4</p><p>　　2.5 搶答器的工作過(guò)程5</p><p>　　第三章 搶答器的電路設(shè)計(jì)7</p><p&g

13、t;　　3.1搶答器的總體結(jié)構(gòu)7</p><p>　　3.2 優(yōu)先判斷與編號(hào)鎖存電路7</p><p>　　第四章 搶答器的單元電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.1搶答器設(shè)計(jì)中的優(yōu)先編碼電路9</p><p>　　4.2搶答器設(shè)計(jì)中的定時(shí)電路10</p><p>　　4.3搶答器設(shè)計(jì)中的報(bào)警電路11<

14、;/p><p>　　4.4搶答器設(shè)計(jì)中的時(shí)序控制電路12</p><p>　　4.5七段顯示譯碼器與數(shù)碼管13</p><p>　　4.6搶答器的優(yōu)點(diǎn)及組成13</p><p>　　4.7本章小結(jié)14</p><p>　　第五章 總結(jié)與展望15</p><p><b>　　謝

15、辭16</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題的背景</b></p><p>　　當(dāng)今的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，選拔人才，評(píng)選優(yōu)勝，知識(shí)競(jìng)賽之類(lèi)的活動(dòng)愈加頻繁

16、，而在競(jìng)賽中往往分為幾組參加，這時(shí)針對(duì)主持人提出的問(wèn)題，如果要是讓搶答者用舉手等方法，這在某種程度上會(huì)因?yàn)橹鞒秩说闹饔^(guān)誤斷造成比賽的不公平性。比賽中為了準(zhǔn)確、公正、直觀(guān)地判斷出第一搶答者，這就要有一種搶答設(shè)備作為裁判員，這就必然離不開(kāi)搶答器。</p><p>　　搶答器是一種應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，在各種競(jìng)賽、搶答場(chǎng)合中，它能迅速、客觀(guān)地分辨出最先獲得發(fā)言權(quán)的選手。早期的搶答器只由幾個(gè)三極管、可控硅、發(fā)光管等組成，能

17、通過(guò)發(fā)光管的指示辯認(rèn)出選手號(hào)碼?，F(xiàn)在大多數(shù)搶答器均使用單片機(jī)或數(shù)字集成電路，并增加了許多新功能，如選手號(hào)碼顯示、搶按前或搶按后的計(jì)時(shí)、選手得分顯示等功能。</p><p>　　隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在的搶答器有著數(shù)字化，智能化的方向發(fā)展，這就必然提高了搶答器的成本。鑒于現(xiàn)在小規(guī)模的知識(shí)競(jìng)賽越來(lái)越多，操作簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用的小型搶答器必將大有市場(chǎng)。因此，我選擇簡(jiǎn)易邏輯數(shù)字搶答器這一課題。</p><p&

18、gt;　　1.2 課題的目的和意義</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),了解簡(jiǎn)單多功能數(shù)字電路搶答器的組成原理，初步掌握數(shù)字電路搶答器的調(diào)整及測(cè)試方法，提高思考能力和實(shí)踐能力。同時(shí)通過(guò)本課題設(shè)計(jì)，鞏固已學(xué)的理論知識(shí)，建立邏輯數(shù)字電路的理論和實(shí)踐的結(jié)合，了解多功能搶答器各單元電路之間的關(guān)系及相互影響，從而能正確設(shè)計(jì)、計(jì)算定時(shí)計(jì)數(shù)的各個(gè)單元電路。初步掌握多功能搶答器的調(diào)整及測(cè)試方法。</p><

19、p>　　1.3 課題研究的內(nèi)容</p><p>　　本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)智能搶答器，在搶答比賽中廣泛應(yīng)用，各組分別有一個(gè)搶答按鈕。主持人有開(kāi)始和結(jié)束、復(fù)位鍵。在后臺(tái)主持人可以修改，搶答時(shí)間和選手回答問(wèn)題的時(shí)間設(shè)置，如原始狀態(tài)下?lián)尨饡r(shí)間為15s，回答問(wèn)題時(shí)間為30s。通過(guò)加鍵和減鍵修改上述時(shí)間，改完后結(jié)束鍵確定。新時(shí)間開(kāi)始有效，主持人按鍵開(kāi)始后，選手開(kāi)始搶答為有效，數(shù)碼顯示屏顯示搶答時(shí)間倒計(jì)時(shí)和選手號(hào)，在最后

20、五秒揚(yáng)聲器發(fā)生提示。如果主持人沒(méi)有按下開(kāi)始鍵而選手就搶答視為犯規(guī)，數(shù)碼顯示屏顯示犯規(guī)者的代號(hào)，揚(yáng)聲器持續(xù)發(fā)生。主持人可按鍵結(jié)束，新一輪搶答開(kāi)始。</p><p>　　通過(guò)研究并在設(shè)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，采用數(shù)字電路技術(shù)設(shè)計(jì)的搶答器與目前常用的搶答器相比，首先，電路連接簡(jiǎn)單，因?yàn)榇蠖鄶?shù)功能單元都能通過(guò)數(shù)字電路完成，第二，工作性能可靠，抗干擾能力優(yōu)于目前搶答器。所以本研究是一個(gè)實(shí)用的工程設(shè)計(jì)，具有創(chuàng)新性。</p>

21、<p>　　1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　隨著我國(guó)搶答器市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。技術(shù)工藝，是衡量一個(gè)企業(yè)是否具有先進(jìn)性，是否具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，是否能不斷領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)者的重要指標(biāo)依據(jù)。了解國(guó)內(nèi)外搶答器生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動(dòng)向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢(shì)對(duì)于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力十分關(guān)鍵。目前市場(chǎng)上搶答器種類(lèi)繁多，功能各異，價(jià)格差異也很

22、大。那么選擇一款真正適合的搶答器就非常重要。</p><p>　　搶答器一般分為電子搶答器和電腦搶答器。電子搶答器的中心構(gòu)造一般都是由數(shù)字電子集成電路組成，其搭配的配件不同又分為，非語(yǔ)音非記分搶答器和語(yǔ)音記分搶答器。非語(yǔ)音記分搶答器構(gòu)造很簡(jiǎn)單，就是一個(gè)搶答器的主機(jī)和一個(gè)搶答按鈕組成，在搶答過(guò)程中選手是沒(méi)有記分的顯示屏。語(yǔ)音記分搶答器是由一個(gè)搶答器的主機(jī)、主機(jī)的顯示屏以及選手的記分顯示屏等構(gòu)成，具有記分等功能。電子

23、搶答器多適用于學(xué)校和企事業(yè)單位舉行的簡(jiǎn)單的搶答活動(dòng)。電腦搶答器又分為無(wú)線(xiàn)電腦搶答器和有線(xiàn)電腦搶答器。無(wú)線(xiàn)電腦搶答器是由主機(jī)和搶答器專(zhuān)用的軟件和無(wú)線(xiàn)按鈕構(gòu)成。無(wú)線(xiàn)電腦搶答器利用電腦和投影儀，可以把搶答氣氛活躍起來(lái)，一般多使用于電臺(tái)等大型的活動(dòng)。有線(xiàn)電腦搶答器也是由主機(jī)和電腦配合起來(lái)，電腦再和投影儀配合起來(lái)，利用專(zhuān)門(mén)研發(fā)的配套的搶答器軟件，可以十分完美的表現(xiàn)搶答的氣氛。</p><p>　　搶答器作為一種電子產(chǎn)品，早

24、已廣泛應(yīng)用于各種智力和知識(shí)競(jìng)賽場(chǎng)合，但目前所使用的搶答器有的電路較復(fù)雜不便于制作,可靠性低，實(shí)現(xiàn)起來(lái)很困難；有的則用一些專(zhuān)用的集成塊 ,而專(zhuān)用集成塊的購(gòu)買(mǎi)又很困難。而我所設(shè)計(jì)的多功能搶答器——簡(jiǎn)易邏輯數(shù)字搶答器具有電路簡(jiǎn)單，元件普通 ,易于購(gòu)買(mǎi)等優(yōu)點(diǎn),很好地解決了制作者制作困難和難于購(gòu)買(mǎi)的問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始了普遍的應(yīng)用。</p><p>　　第二章 搶答器的系統(tǒng)概述</p><p>　

25、　2.1 系統(tǒng)的主要功能簡(jiǎn)介</p><p>　　電子搶答器的主要功能有如下六點(diǎn)：</p><p>　　1. 搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0 ~ S7表示。</p><p>　　2. 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。</p><p>　　3. 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的

26、編號(hào)，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　　4. 搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)"開(kāi)始"鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。</p><p>　　5. 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)

27、進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。</p><p>　　6. 如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。</p><p>　　2.2搶答器的工作原理簡(jiǎn)介</p><p>　　如圖2-1所示為搶答器的結(jié)構(gòu)框圖，它由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分組成。主體電路完成基本

28、的搶答功能，即開(kāi)始搶答后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，能顯示選手的編號(hào)，同時(shí)能封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。擴(kuò)展電路完成檢測(cè)數(shù)碼管工作情況。其工作原理為：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)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開(kāi)關(guān)置于"開(kāi)始"狀態(tài)，宣布"開(kāi)始"搶答器工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、

29、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。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)。</p><p>　　圖2-1 搶答器結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2.3 搶答器系統(tǒng)的需求分析</p><p>　　1、在搶答中，只有開(kāi)始后搶答才有效，如果在開(kāi)始搶答前搶

30、答為無(wú)效。</p><p>　　2、搶答限定時(shí)間和回答問(wèn)題的時(shí)間可是在1～99s設(shè)定。</p><p>　　3、可以顯示是哪位選手有效搶答和無(wú)效搶答，正確按鍵后有音樂(lè)提示。</p><p>　　4、搶答時(shí)間和回答問(wèn)題時(shí)間倒記時(shí)顯示，時(shí)間完后系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。</p><p>　　5、按鍵鎖定，在有效狀態(tài)下，按鍵無(wú)效非法。</p>&

31、lt;p>　　2.4 搶答器的工作流程</p><p>　　搶答器的基本工作原理:在搶答競(jìng)賽或呼叫時(shí)，有多個(gè)信號(hào)同時(shí)或不同時(shí)送入主電路中，搶答器內(nèi)部的寄存器工作，并識(shí)別、記錄第一個(gè)號(hào)碼，同時(shí)內(nèi)部的定時(shí)器開(kāi)始工作，記錄有關(guān)時(shí)間并產(chǎn)生超時(shí)信號(hào)。在整個(gè)搶答器工作過(guò)程中，顯示電路、語(yǔ)音電路等還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況向外電路輸出相應(yīng)信號(hào)。搶答器的工作流程分為：系統(tǒng)復(fù)位、正常流程、違例流程等幾部分，如圖2-2所示。<

32、;/p><p>　　圖2-2 搶答器的工作流程</p><p>　　2.5 搶答器的工作過(guò)程</p><p>　　1、如果想調(diào)節(jié)搶答時(shí)間或答題時(shí)間,按"加一"鍵或"減一"鍵進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài),此時(shí)會(huì)顯示現(xiàn)在設(shè)定的搶答時(shí)間或回答時(shí)間值,如想加一秒按一下"加1s"鍵,如果想減一秒按一下"減1s"鍵，

33、時(shí)間LED上會(huì)顯示改變后的時(shí)間，調(diào)整范圍為0~99s, 0s時(shí)再減1s會(huì)跳到99，99s時(shí)再加1s會(huì)變到0s。</p><p>　　2、主持人按"搶答開(kāi)始"鍵，會(huì)有提示音，并立刻進(jìn)入搶答倒計(jì)時(shí)（預(yù)設(shè)15s搶答時(shí)間），如有選手搶答，會(huì)有提示音，并會(huì)顯示其號(hào)數(shù)并立刻進(jìn)入回答倒計(jì)時(shí)（預(yù)設(shè)10s搶答時(shí)間），不進(jìn)行搶答查詢(xún)，所以只有第一個(gè)按搶答的選手有效。倒數(shù)時(shí)間到小于5s會(huì)每秒響一下提示音。</

34、p><p>　　3、如倒計(jì)時(shí)期間，主持人想停止倒計(jì)時(shí)可以隨時(shí)按"停止"按鍵，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)，等待主持人按"搶答開(kāi)始"進(jìn)入下次搶答計(jì)時(shí)。</p><p>　　4、如果主持人未按"搶答開(kāi)始"鍵，而有人按了搶答按鍵，犯規(guī)搶答，LED上不斷閃爍FF和犯規(guī)號(hào)數(shù)并響個(gè)不停，直到按下"停止" 鍵為止。</p>

35、<p>　　總而言之，本課題利用簡(jiǎn)單邏輯數(shù)字電路設(shè)計(jì)了搶答器，該搶答器增加了新功能、提高了系統(tǒng)的可靠性、簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)、節(jié)約了成本，是一個(gè)實(shí)用的工程設(shè)計(jì)。</p><p>　　第三章 搶答器的電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1搶答器的總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　如圖3-1所示為總體方框圖。接通電源后，后臺(tái)工作人員將檢測(cè)開(kāi)關(guān)S置“檢測(cè)”狀態(tài)，數(shù)碼管

36、在正常清除下，顯示“”；當(dāng)后臺(tái)工作人員將檢測(cè)開(kāi)關(guān)S置“搶答”狀態(tài)，主持按系統(tǒng)清除按鍵，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈；主持人松開(kāi)，宣布“開(kāi)始”，搶答器工作。選手按動(dòng)搶答按鍵，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示。當(dāng)一輪搶答之后，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果再次搶答必須由主持人再次按動(dòng)系統(tǒng)清除按鍵。</p><p>　　圖3-1 總體方框圖</p><p>

37、;　　3.2 優(yōu)先判斷與編號(hào)鎖存電路</p><p>　　優(yōu)先判斷與編號(hào)鎖存電路如圖3-2所示。電路選用優(yōu)先編碼器 74LS148 和鎖存器 74LS279 來(lái)完成。該電路主要完成兩個(gè)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(hào)；二是禁止其他選手按鍵，其按鍵操作無(wú)效。工作過(guò)程：系統(tǒng)清除按鍵按動(dòng)時(shí)，74LS279的四個(gè)RS觸發(fā)器的置0端均為0，使四個(gè)觸發(fā)器均被置0。1Q為0，使74LS148的使能端=0，

38、74LS148處于允許編碼狀態(tài)，同時(shí)1Q為0，使74LS48的滅燈輸入端=0，數(shù)碼管無(wú)顯示。這時(shí)搶答器處于準(zhǔn)備搶答狀態(tài)。</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)清除按鍵松開(kāi)時(shí)，搶答器處于等待狀態(tài)。當(dāng)有選手將按鍵開(kāi)關(guān)按下時(shí)，搶答器將接受并顯示搶答結(jié)果，假設(shè)按下的是S4，則74LS148的編碼輸出為011，此代碼送入74LS279鎖存后，使4Q3Q2Q=100，</p><p>　　亦即74LS148的輸

39、入為0100；又74LS148的優(yōu)先編碼標(biāo)志輸出為0，使1Q=1，即=1，74LS48處于譯碼狀態(tài)，譯碼的結(jié)果顯示為“4”。同時(shí)1Q=1，使74LS148的=1，74LS148處于禁止?fàn)顟B(tài)，從而封鎖了其他按鍵的輸入。此外，當(dāng)優(yōu)先搶答者的按鍵松開(kāi)再按下時(shí)，由于仍為1Q=1，使=1，74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)接受二次按鍵時(shí)的輸入信號(hào)，保證了搶答者的優(yōu)先性。</p><p>　　圖3-2 優(yōu)先判斷與編號(hào)鎖

40、存電路</p><p>　　74LS279邏輯圖</p><p>　　74LS148邏輯圖</p><p>　　第四章 搶答器的單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　簡(jiǎn)易邏輯數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸出；用控制電路和主持人開(kāi)關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路，以上兩部分組成主體電路。通過(guò)定時(shí)電路和

41、譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路?，F(xiàn)簡(jiǎn)單介紹搶答器設(shè)計(jì)中的優(yōu)先編碼電路、定時(shí)電路、報(bào)警電路、時(shí)序控制電路、七段顯示數(shù)碼器及譯碼管電路。</p><p>　　4.1搶答器設(shè)計(jì)中的優(yōu)先編碼電路</p><p>　　參考電路如圖4-1所示。該電路完成兩個(gè)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(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示編號(hào)；二是禁止其他選手按鍵操作無(wú)效

42、。</p><p>　　工作過(guò)程：開(kāi)關(guān)S置于“清除”端時(shí)，RS觸發(fā)器的端均為０，4個(gè)觸發(fā)器輸出置０，使74LS148的＝０，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S置于“開(kāi)始”時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5），74LS148的輸出經(jīng)RS鎖存后，1Q=1，=1，74LS48處于工作狀態(tài)，4Q3Q2Q=101，經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，1Q＝１，使74LS148＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)

43、按鍵松開(kāi)即按下時(shí)，74LS148的此時(shí)由于仍為1Q＝１，使＝１，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，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(kāi)關(guān)重新置于“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。</p><p>　　圖4-1 優(yōu)先編碼電路</p><p>　　4.2搶答器設(shè)計(jì)中的定時(shí)電路</p><p>　　由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，

44、設(shè)定一次搶答的時(shí)間，通過(guò)預(yù)置時(shí)間電路對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘脈沖由秒脈沖電路提供?？深A(yù)置時(shí)間的電路選用十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體電路如圖4-2所示。本設(shè)計(jì)是以555構(gòu)成震蕩電路，由74LS192來(lái)充當(dāng)計(jì)數(shù)器，構(gòu)成搶答器的倒計(jì)時(shí)電路。該電路簡(jiǎn)單，無(wú)需用到晶振，芯片都是市場(chǎng)上容易購(gòu)得的。設(shè)計(jì)功能完善，能實(shí)現(xiàn)直接清零、啟動(dòng)。</p><p><b>　　圖4-2定時(shí)電路</b

45、></p><p>　　4.3搶答器設(shè)計(jì)中的報(bào)警電路</p><p>　　由555定時(shí)器和三極管構(gòu)成的報(bào)警電路如圖4-3所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其輸出信號(hào)經(jīng)三極管推動(dòng)揚(yáng)聲器。PR為控制信號(hào)，當(dāng)PR為高電平時(shí)，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。</p><p>　　4.4搶答器設(shè)計(jì)中的時(shí)序控制電路</p

46、><p>　　時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：①主持人將控制開(kāi)關(guān)撥到"開(kāi)始"位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)人正常搶答工作狀態(tài)。 ②當(dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。③當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無(wú)人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。</p><p>　　圖 4-4 時(shí)序控制電路</p>

47、<p>　　根據(jù)上面的功能要求，設(shè)計(jì)的時(shí)序控制電路如圖 4-4所示。圖中，門(mén)G1 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP的放行與禁止，門(mén)G2的作用是控制74LS148的輸人使能端 。圖4-3的工作原理是：主持人控制開(kāi)關(guān)從"清除"位置撥到"開(kāi)始"位置時(shí)，來(lái)自于圖4-1中的74LS279的輸出 1Q=0，經(jīng)G3反相， A＝1，則時(shí)鐘信號(hào)CP能夠加到74LS192的CPD時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)時(shí)

48、。同時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，則"定時(shí)到信號(hào)"為1，門(mén)G2的輸出=0，使 74LS148處于正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q＝1，經(jīng) G3反相， A＝0，封鎖 CP信號(hào)，定時(shí)器處于保持工作狀態(tài)；同時(shí)，門(mén)G2的輸出=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則"定時(shí)到信號(hào)"為0，=1，74LS148處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答

49、。同時(shí)， 門(mén)G1處于關(guān)門(mén)狀態(tài)，封鎖 CP信號(hào)，使定時(shí)電路保持00狀態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器74LS121用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。</p><p>　　4.5七段顯示譯碼器與數(shù)碼管</p><p>　　七段顯示譯碼器與數(shù)碼管如下圖4-5所示。7段顯示譯碼74LS48將鎖存器74LS279的信號(hào)譯碼，輸出給數(shù)碼管。當(dāng)后臺(tái)工作人員將S置于GND，=0，使燈測(cè)試輸入端（圖

50、中3號(hào)）=1，這時(shí)測(cè)試數(shù)碼管工作情況；當(dāng)后臺(tái)工作人員將S置于Vcc，=1，使燈測(cè)試輸入端（圖中3號(hào)）=1，這時(shí)正常譯碼。</p><p>　　圖4-5 7段顯示譯碼器與數(shù)碼管</p><p><b>　　74LS48邏輯圖</b></p><p>　　4.6搶答器的優(yōu)點(diǎn)及組成</p><p>　　在知識(shí)比賽中，特別是

51、做搶答題目的時(shí)候，在搶答過(guò)程中，為了知道哪一組或哪一位選手先答題，必須要設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)來(lái)完成這個(gè)任務(wù)。如果在搶答中，靠視覺(jué)是很難判斷出哪組先答題。利用單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)搶答器，使以上問(wèn)題得以解決，即使兩組的搶答時(shí)間相差幾微秒，也可分辨出哪組優(yōu)先答題。本文主要介紹了簡(jiǎn)單邏輯數(shù)字電路搶答器的設(shè)計(jì)及工作原理，以及它的實(shí)際用途。</p><p><b>　　4.7本章小結(jié)</b></p>

52、<p>　　本章主要講述了搶答器的工作原理和本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作流程。在說(shuō)明工作原理的過(guò)程中，突出了搶答器設(shè)計(jì)中的基本電路的組成單元以及這些單元如何實(shí)現(xiàn)搶答功能；在說(shuō)明系統(tǒng)的流程時(shí)，結(jié)合本設(shè)計(jì)的內(nèi)容，指出了各單元電路的設(shè)計(jì)方法和意義，以及如何進(jìn)行搶答控制。</p><p><b>　　第五章 總結(jié)與展望</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)這半個(gè)學(xué)期的努力，在老師和

53、同學(xué)的幫助下終于徹底的做完了畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有工作。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我能運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)解決我在設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，使自己的動(dòng)手能力和思考問(wèn)題的能力得到了很大的提高。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中我查閱了很多的資料，并認(rèn)真的閱讀這些與我的設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，從而我的專(zhuān)業(yè)涵養(yǎng)得到了提高，知識(shí)的儲(chǔ)備量也有所增加。在做設(shè)計(jì)時(shí)，我復(fù)習(xí)了很多專(zhuān)業(yè)課的知識(shí)，這使得我的專(zhuān)業(yè)知識(shí)在離校之前得到了鞏固。</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性

54、的問(wèn)題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，書(shū)本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有一定的出入的，所以有些問(wèn)題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯(cuò)誤思維。電路設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問(wèn)題的邏輯思維和創(chuàng)新能力。它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中大部分時(shí)間是用在單元電路的理解和設(shè)計(jì)上面。很多單元電路是可以借鑒書(shū)本上的，但怎樣銜接各個(gè)單元電路才是關(guān)鍵的問(wèn)題所在。</p><p>　　這次設(shè)計(jì),讓我受益匪

55、淺。我對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的邏輯關(guān)系等有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)以前學(xué)的數(shù)字電路又有了一定的新認(rèn)識(shí)，溫習(xí)了以前學(xué)的知識(shí)，就像人們常說(shuō)的溫故而知新，但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，遇到了很多的問(wèn)題，有一些知識(shí)都已經(jīng)不太清楚了，但是通過(guò)查找一些資料又重新的溫習(xí)了一下數(shù)字電路部分的內(nèi)容。</p><p>　　通過(guò)這次設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問(wèn)題很不全面，自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握的很不牢固，所掌握的電路應(yīng)用軟件還不夠多

56、，我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學(xué)習(xí)中得到改善。而且，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持和努力，這將為以后的學(xué)習(xí)做出了最好的榜樣！我將會(huì)在以后的生活中繼續(xù)學(xué)習(xí)。</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師***老師的親切關(guān)懷和細(xì)心指導(dǎo)下完成的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，自始至終凝聚著導(dǎo)師的心血。恩師那治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)

57、度，淵博的學(xué)識(shí)感染著我。他那誨人不倦、寬厚樸實(shí)的作風(fēng)給我們留下了不可磨滅的影響，是我學(xué)習(xí)的榜樣，使我終生受益無(wú)窮。在此論文完成之際，特向恩師表達(dá)誠(chéng)摯的謝意同時(shí)以最崇高的敬意。</p><p>　　除此之外，在課題進(jìn)行當(dāng)中，還得到了其他老師，教授等的細(xì)心指導(dǎo)和諸多幫助。他們的無(wú)私幫助和耐心指導(dǎo)也是我得以完成本課題的關(guān)鍵。再此我向他們表示由衷的感謝和深切的問(wèn)候。此間我還得到了同學(xué)等諸多指導(dǎo)，再此表示感謝。</p

58、><p>　　我還要感謝我的一些同學(xué)，他們?cè)谖易钚枰獛椭臅r(shí)候無(wú)私的伸出了援助之手。在此，對(duì)于他們無(wú)私的幫助我表示深深的感謝?？梢哉f(shuō)如果沒(méi)有他們的幫助我就不可能順利的按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。</p><p>　　真誠(chéng)的感謝所有的幫助過(guò)我的老師們，同學(xué)們、家人和朋友們。</p><p>　　感謝對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)審的專(zhuān)家們，感謝他們給我提出的寶貴意見(jiàn)和建議。</p>

59、<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙保經(jīng)等. 《中國(guó)集成電路大全TTL集成電路分冊(cè)》[M].北京：國(guó)防出版社，1985. 429-450，649-651，639-640.</p><p>　　[2]黃志偉.《全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程》[M].電子工業(yè)出版社， 2005，11-14.</p><p

60、>　　[3]王松武,于鑫，武思君.《電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)與實(shí)踐》[M]. 國(guó)防工業(yè)出版社, 2005,112-114.</p><p>　　[4]毛法堯等. 《數(shù)字邏輯》[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社， 1996， 176-178，</p><p>　　[5]康華光,鄒壽彬.《電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第四版）》[M]. 北京:高等教育出版社,2005，144-146，162-163

61、.</p><p>　　[6]康華光,鄒壽彬.《電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版）》[M].北京: 高等教育出版社,2005，121-133.</p><p>　　[7]謝自美. 《電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試》[M].華中科技大學(xué)出版社, 2007，44-47.</p><p>　　[8]徐愛(ài)鈞. 《智能化測(cè)量控制儀表原理與設(shè)計(jì)》[M].北京航空航天大學(xué)出版社, 2007，

62、22-25.</p><p>　　[9]劉海燕. 《數(shù)字電路制作與調(diào)試》 [M]. 電子工業(yè)出版社, 2008.05， 01-04.</p><p>　　[10]謝自美.《電子線(xiàn)路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試 (第二版)》[M].上海:電子工業(yè)出版社,2001，66-71.</p><p>　　[11]陳大欽.《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(第二版)》[M].湖北:機(jī)