四人抢答器项目报告.docVIP

江苏师范大学物理学院 课程设计报告 课 程 名 称 数电课程设计 设 计 题 目 由触发器构成的改进型抢答器 所学专业名称 应用电子技术 系 别 机电工程系 班 级 班 学 号 学 生 姓 名 妍妍 指 导 教 师 赵 2013年6月21日 由触发器构成的改进型抢答器的制作 项目要求： 设计并制作可由主持人控制的三人抢答器电路，要求如下： 由集成触发器构成的改进型抢答器中，S1、S2、S3、S3为4路抢答操作按钮。任何一个人先将某一按钮按下，则与其对应的发光二极管（指示灯）被点亮，表示此人抢答成功；而紧随其后的其他开关再被按下均无效，指示灯仍保持第一个开关按下时所对应的状态不变。S5为主持人控制的复位操作按钮，当S5被按下时抢答器电路清零，松开后则允许抢答。 。 实训一周工作安排与人员分工 工作计划 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 制定工作计划 确定项目草图 元件的检测与购买 实物焊接 项目验收 明确人员分工 电路仿真 根据电路图完成实物连接 测试 总体方案的提出 列元件清单 功能验证 绘制项目草图 人员分工 职务 姓名 工作内容 组长 妍妍 项目报告编写 组员 浩浩 电路仿真 大壮 电路设计 李智 元器件购买与检测 张轩 焊接，测试 东东 项目资料采集 二、产品功能介绍 ` 3）开关S作为清零及抢答控制开关（由主持人控制），当开关S被按下时抢答电路清零，当开关S松开后这允许抢答，输入抢答信号由抢答按钮开关S1-S4实现。 4）有抢答信号输入，即开关S1-S4中的任意一个开关被按下时，对应的LED灯变亮蜂鸣器响，此时再按其它任何一个开关被按下均无效，指示灯依旧“保持”第一个开关按下时所对应的状态不变。 三、工作原理分析 在设计要求中，抢答器电路要实现的三个功能里最主要的就是“记忆”。通过记忆信号，可以保持抢答灯的长亮:使用记忆信号，可以屏蔽其他答题者的后继开关信号。那么，可以选择“触发器”来实现记忆的功能;为实现屏蔽的功能，要选择与门来构成屏蔽的电路。 根据以上的分析，电路要有以下功能: 1）记忆功能。电路能够保存第一个按下开关者的信号，让其对应的信号灯自动保持长亮，从而答题者不用长按开关。并且该信号还要对屏蔽电路起作用。 2）屏蔽功能。当第一个灯亮起之后，电路能够使用记忆的信号，屏蔽掉其他后继答题者的开关信号，使其他的灯不会再亮. 3）恢复功能.主持人开关可以使电路恢复到初始状态[2]。 四、总体设计思路的提出 四路抢答器由主持人控制开关S，抢答开关S1-S4,控制电路（74LS175芯片），逻辑与门，LED显示电路等模块组成。如下图所示： 五、电路所用主要元件 1）74LS175 该电路由四D触发器74LS175，与非门74LS20/74LS00、555定时器等组成，其中J1、J2、J3、J4抢答开关，J5为主持人控制开关。74LS175为四D触发器，它具有公共置0端和公共CP端；74LS20为双4输入与非门；74LS00是四2输入与非门，由74LS00可组成多谐振荡器；555定时器组成分频电路，74LS20和74LS00组成抢答器中的CP时钟脉冲源，抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关J5,74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有的发光二极管LED均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者按下开关，对应的发光二极管点亮、扬声器发声，同时，通过与非门74LS20送出信号锁住其余三个抢答者的电路，不再接受其它的信号，直到主持人再次清除信号为止。 抢答开关每人只有一个，因此在输入信号为单端信号的情况下，D型触发器用来最为方便，其状态方程为:Qn+1=D(CP上升沿有效)，从D型触发器的公式可以看出，其输入变量只有一个，故物理上只有一个输入端而且其输出状态与输入信号是相同的。“CP上升沿有效”，说明触发器输出状态的更新发生在CP脉冲信号的上升沿(脉冲电压由低电压上升到高电压的过程)，新状态只取决于脉冲信号到来前D端的状态，故又称为上升沿触发的边沿D型触发器[8]。D型触发器的应用很广，可用作数字信号的寄存、位移寄存、分频和波形发生等。 在集成产品中，也有很多种型号可供不同用途的需要而选用。如集成双D74LS74、集成四D74LS175、集成六D74LS174等.设计要求是四人使用，故选择74L