武汉科技大学八路抢答器实验报告精要.doc

二○一六～二○一七学年第 一 学期 （电 子 信 息 工 程 系） 电子技术课程设计报告 专 业： 电子信息工程 班 级： 1401班 学 号： 201404135016 姓 名： 程赐 指导教师： 陈建良 二○一六年八月 二十八日 六路数字式竞赛抢答器 一．设计任务 掌握数字式竞赛抢答器的电路的组成、工作原理和设计方法。熟悉常用数字逻辑电路的工作原理及使用方法。在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时还可以设置记分及奖励记录等多种功能。该设计就是针对上述各种要求设计出的供6名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器。 二．设计要求 1．设计制作一个可容纳六组参赛的数字式抢答器，每组设计一个抢答按钮供抢答者使用。 2．电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按下抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别，同时扬声器发出“嘀－嘟”的双音音响持续2～3秒。此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 3．设置记分电路。每组在开始时预置成100分，抢答后由主持人记分，答对一次加10分，否则减10分。 4．设置30秒的抢答定时电路。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时时间。若30秒内无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续2～3秒。若参赛选手在设定时间（30秒）内抢答有效，则抢答成功，扬声器响，音响持续2～3秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号。抢答成功后立即启动2分钟的答题定时电路，定时显示器上显示剩余答题时间，并保持到主持人将系统清零为止。 三．硬件要求 1.本题要求准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可用74LS279四路非RS触发器和锁存器等。在得到第一信号后应立即将电路的输入封锁。 2.当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二级管直接指示出组别。与此同时需要鉴别出第一抢答信号以此来控制一个具频率的交替变化的音频振荡器工作，使其推动扬声器发出两个笛音音响，表示该题抢答有效。编码器选择8线/3线优先编码器74LS148, 译码及数码显示电路可以选择CD4511或74LS48，这里我们选择74LS48与一位共阴极数码管。 3. 用石英晶体振荡器或555集成定时器产生频率为1Hz的脉冲信号（秒脉冲），作为定时计数器的CP信号。 4.30s倒计时电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计,可以预先设置电平已达到三十秒倒计时并标记定时到信号。 四．具体电路 1. 抢答开关电路 具体元件说明： 共阴极数码管 数码管内部结构 数码管引脚 共阴数码管内部实际就是8个发光二极管构成，这些二极管共一个阴极。 74LS48 74LS48功能说明： 动态灭零输入端：低电平有效。当＝1、＝0、且译码输入全为0时，该位输出不显示，即0字被熄灭；当译码输入不全为0时，该位正常显示。本输入端用于消隐无效的0。如数据0736.40可显示为736.4。9~15引脚分别连接数码管对应的引脚。  74LS148 74LS148为８线－３线优先编码器，下图为其功能表。 74LS279 以上电路完成两个功能： 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该编号；二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程：开关S置于清零端时，RS触发器的端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的 ＝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，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出 经RS锁存后，1Q=1, =1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为５。此外，1Ｑ＝１，使74LS148的 ＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的 此时由于仍为１Ｑ＝１，使＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置于“清除”端，然后再进行下一轮抢答。 2.定时电