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吉林建筑工程学院 电气与电子信息工程学院 数字电子技术课程设计报告 设计题目： 八路智力竞赛定时抢答器设计 专业班级： 电子信息工程082 学生姓名： 李 春 雷 学 号： 指导教师： 魏大慧 王锐 设计时间： 2011.01.04－2011.01.14 目 录 设计任务及要求 1、1设计任务 1、2设计要求 设计的作用、目的 设计过程 3.1方案设计与论证 3.2单元电路设计、参数计算和元器件的选择 1．抢答器与显示电路 2．定时电路 3．报警电路 4．时序控制电路 3.3电路的安装与调试 1．使用的主要仪器、仪表 2．电路调试 2.1电路单元测试 2.2整机调试 心得体会及建议 附录 1、所用元器件列表 2、整机电路原理图 参考文献 1页 八路智力竞赛定时抢答器设计 设计任务及要求 1、1设计任务 1. 设计一个智力竞赛定时抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是I0～I7，各用一个抢答按钮，按钮的编号分别与选手的编号相对应，分别是S0～S7。 2. 给节目主持人设置一个控制开关S，用来控制系统的清零（编号数码显示管灭灯）和抢答的开始。 3. 抢答器具有数据锁存和显示功能，抢答开始以后，若有选手按动抢答按钮，编号便立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号。此时，输入回路封锁，禁止其他选手抢答。优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零时为止。 4．用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框图，正确描述各单元功能，选用合理电路器件，画出完整的电路设计图及写出设计总结报告。 1、2设计要求 1. 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，当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行减法计数，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间为0.5秒左右。 2. 参赛选手在设定的时间内抢答有效，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零时为止。 3. 如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，则本次抢答无效，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。 设计的作用、目的 抢答器作为一种电子产品，但早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但目前抢答器使用的分立元件较多，造成电路成本较高，而现代电子技术发展要求电子电路朝数字化、集成化方向发展，因此设计出数字集成化全集成多路抢答器是十分必要的。而就在我们学院举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办单位多数还采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。为解决这个问题，我准备就本次课程设计的机会制作一个低成本但又能满足学校需要的八路智力竞赛定时抢答器。 设计过程 3.1方案设计与论证 2页 ? 如图3——1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，工作人员将开关拨到清零状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；工作人员将开关置;开始状态，宣布开始抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由工作人员再次操作清除和开始状态开关。 图3——1 3.2单元电路设计、参数计算和元器件的选择 1．抢答器与显示电路 设计电路如图3——2所示。电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 来完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，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。工作过程：开关S置于清除端时，RS触发器的 R、S端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端（图中5号端）＝0，使之处于工作状态。当开关S置于开始时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO(图中4端) =1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2