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数字电子技术课程设计报告 多路数字式竞赛抢答器的设计与制作 1、设计目的 - 1 - 2、设计任务及内容要求 - 2 - 2.1设计要求 - 2 - 2.2实现功能 - 3 - 3.系统总体设计及参数计算 - 4 - 3.1系统的总体框图 - 4 - 3.2 系统工作原理 - 4 - 3.3系统各部分模块设计 - 5 - 3.3.1抢答器的主体电路设计 - 5 - 3.3.2定时电路设计 - 6 - 3.3.3报警电路的设计 - 9 - 4、完整的模拟仿真电路图 - 10 - 5、设计总结与体会 - 11 - 6、参考文献 - 12 - 1、设计目的 在电视和学校中我们会经常看到一些智力抢答的节目，如果要是让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平，比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。为了使这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平性。9秒后自动熄灭。 2）抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢答。 3）抢答器应具有限时（抢答时间、回答问题时间）的功能。限时档次分别为30秒、60秒、90秒；时间到时应发出声响。同时，时间数据要用数码管显示出来。 4）抢答者犯规或违章时，应自动发出警告信号，以提示灯光闪为标志。 5）系统应具有一个总复位开关 2.2实现功能设计一个抢答器，可同时供个选手参加比赛，编号分别是：1、2、3、4，各用一个按钮，按钮的编号与选手编号相对应，分别为S1、S2、S3、S4。 给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示灯灭）和抢答的开始。 抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动按钮，编号立即锁存，，同扬声器给出响提示。此外，要封锁输入电路，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为止。抢答开始后，若有选手按动按钮，用数字电路来实现，它的原理比较简单，集成块的价格也比较便宜且很容易购买，与我们学完的数字联系紧密，能将我们所学知识用于实际，对巩固所学知识有重要意义用了一些成型电路，如NE555标准秒脉冲电路等3.1系统的总体框图 图1 3.2 系统工作原理 接通电源，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，；控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。抢答器的主体电路设计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。选用可以完成上述功能，其电路组成如图所示。其工作原理是：抢答部分电路图： 图2 3.3.2定时电路设计原理及设计：该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。具体电路如图5所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74192的预置数控制端实现预置数，由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，如果要设置为30，就可以在计数器的预置数控制端输时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，同时以后选手抢答无效。秒脉冲产生电路：秒脉冲由NE555提供， 振荡频率为，所以，T=1s。 计数电路：十进制计数器品种很多，有十进制加法计数器、十进制减法计数器和十进可逆计数器，下面仅以74LS192同步十进制可逆计数器为例。介绍它的功能特点。74LS192是属8421BCD码，具有双时钟脉冲输入端CPU与CPD,当CPU为正跳沿时，进行加法计数；当CPD为正跳沿时，进行减法计数。此时=1.正向与反向计数时的预置数是单独的，当=0时，可进行并行预置数据。具有独立清除端，当=1时，可执行清