十六路抢答器的设计.doc

Proteus 仿 真 设 计 课题： 十六路抢答器 系部： 班级： 姓名： 指导老师： 前 言 随着经济和文化事业的发展，在很多竞争场合要求有快捷公正的竞争裁决，智力竞赛更是作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众极大的兴趣。为了公正，就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。可见抢答器在人们的生活中占有越来越重要的位置。基于proteus仿真软件，结合数电模电所学知识设计简易16路抢答器。该系统是由数字电路的单元电路组成大型综合系统的仿真设计，抢答器具有数据锁存和显示功能 ，当某一路抢答成功时，放光二极管立即点亮，并在数码管上显示该路的号数，直到主持人按复位开关为止，其他人再抢答无效该系统具有简单，容易操作等特点。 目 录 第一章 抢答器的设计要求与功能 4 1.1 仿真设计要求 4 1.2 仿真设计功能 4 1.2.1 基本功能 4 1.2.2 扩展功能 4 第二章 抢答器的组成 6 2.1 抢答器组成框图 6 2.2 各个电路的组成 6 第三章 抢答器的电路设计 7 3.1 抢答电路 7 3.1.1 优先编码电路 9 3.1.2 4位二进制/BCD码变换电路 11 3.2 计时电路 12 3.2.1 555构成的多谐振荡器 13 3.2.2 74LS192构成的递减计数器 15 3.3 报警电路 17 第四章 仿真结果 18 总结 21 参考资料 22 抢答器的设计要求及功能 1.1 仿真设计要求 （1）设计一个竞赛抢答器，可同时供十六名选手或代表队参加比赛； （2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始； （3）?抢答器具有数据锁存和显示功能 ，当某一路抢答成功时，放光二极管立即点亮，并在数码管上显示该路的号数，直到主持人按复位开关为止，其他人再抢答无效； 1.2 仿真设计功能 1.2 1基本功能 (1) 可同时15名选手参加比赛，他们的编号分别是1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12，13，14，15，16各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7，S8，S9，S10，S11，S12，S13，S14，S15，S16。 (2) 节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。 (3) 数字抢答器应具有数码锁存、显示功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 1.2 2扩展功能 （1）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答时间可以由主持人设定（如30s）。当节目按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示，同时“滴”的声响； （2）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，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为止； （3）如果定时器的时间已到，却没有选手回答，则本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路禁止选手超时抢答，时间显示器上显示00。 第二章 抢答器组成框图 2.1抢答器组成框图 抢答器组成总框图如图1所示。 图1 抢答器组成框图 2.2各个电路的组成 （1） 抢答电路由按键开关，优先编码电路74LS148，锁存器74LS279组成。 （2） 定时电路由秒脉冲产生电路NE555，同步计数器74LS192组成。 （3） 控制电路用单稳态触发器74LS121和一些门电路实现。 第三章 抢答器的电路设计 3.1抢答电路 抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能，其电路组成如下图所示。其工作原理是：当主持人控制开关处于“清除”位置时，RS触发器的端为低电平，输出端（4Q~1Q）全部为低电平，于是74LS48的BI=0，显示器灭灯；74LS148的选通输入端ST=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作，当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端S1～S15输入信号，当有选手将键按下时（如按下S5），74