多路(十路)智力竞赛抢答器设计报告(完全版)模板.pdfVIP

精品文档 多路智力竞赛抢答器设计报告 一、题目： 任务 设计一个多路智力竞赛抢答器。 设计要求 1、基本要求 （1）设计一个4路（1～4）智力竞赛抢答器，主持人可控制系统的清零和抢答的开始， 控制电路可实现最快抢答选手按键抢答的判别和锁定功能，并禁止后续其他选手抢答。 （2）抢答选手确定后给出一声音响的提示和选手编号的显示，抢答选手的编号显示保持 到系统被清零为止。 2、发挥部分 （1）扩展为10路（1～10）智力竞赛抢答器。 （2）设计抢答最长时间（30秒）限制和倒计时显示。 二、设计方案选取与论证： 获得如图所示十路30秒倒计时抢答器的原理图。原理图由倒计时部分和抢答器部分组成。 1、 原理分析 抢答器部分原理： 用10个选手按键通过二极管直接控制4511输入端，一旦按键接通，4511则使7段数码管 显示相应的数字。 精品文档 初始状态个位和十位数码管均显示 “10”，其锁存端电位为0。在显示数字1— 9时，十位数码管保持显示 “0”，a段输出是高电平，与个位数码管的f端输出进行运算 后接入4511的锁存端。将个位数码管的g端输出也接至此锁存端。观察4511真值表： 可知，和g端输出在1— 10的显示过程中至少其中之一输出高电平。故，当抢答器部分因为按键的输入导致4511输 出使得数码管显示从 “00”跳变到 “01”— “10”的数字时，使得两个4511连接起来的锁存端电位同时从低电平跳变为高电平，从而 实现锁存功能。锁存以后，无论按键如何输入，也不会改变数码管显示，仅当清零按键清 零之后才可使锁存端电位置零。 倒计时部分原理： 倒计时部分与抢答器部分的连接控制（1）抢答器部分4511的锁存端（2）倒计时部分5 55的 端。 倒计时部分由555定时器组成多些振荡器，产生时间脉冲，由两片74LS192计数器芯片 实现减法计数。当主持人开关打开时，倒计时预置初始数值为30减数至0，当计数至0时， 锁存555使振荡器不再输出脉冲，并通过与抢答器部分的连接使抢答器部分4511的锁存端置 高电平，因此当计时器从30秒倒计时至0期间无按键输入后，会同时锁存倒计时部分和抢答 器部分，知道主持人开关清零为止。 2、整机原理框图 抢答按钮 译码器电路 数码显示 蜂鸣器 主持人开关 锁存器 报警电路 定时电路 减数电路 译码器电路 数码显示 3、优缺点初步分析 初步分析，此原理图满足设计要求，是一个十路倒计时抢答器。倒计时时间为30秒 ，主持人开关可控制清零使得电路处于初始状态，即：抢答部分显示 “00”，倒计时 部分时间显示初始时间 “30”秒。当主持人清零开关打开时，正常进行倒计时和抢答 功能。在情况（1）选手抢答，（2）倒计时结束，两种情况下，电路锁存，不再受选 手开关影响。缺陷在于，蜂鸣在抢答结束或倒计时结束时会长鸣，而不是短促的一声 。所以我在原理图的蜂鸣电路上加了一个开关，以使得在适当时候关闭蜂鸣功能，此 开关在蜂鸣支路上，并不会对其他电路产生任何影响。 精品文档 三、单元电路设计 倒计时部分 倒计时部分由555定时器组成的多些振荡器参数选择需满足公式 ≈ 1.43 [ + 2 ] （2 1） 1 选择电阻2 15千欧，168千欧。1为10u电解电容，代入数值，获得f ≈ 1HZ。 此外元件用到：或非门选用芯片74ls02，二极管IN4148，计数器74LS192，4511译码芯 片,7段共阴数码管，0.01u电容,470欧电阻，680欧电阻。 抢答部分 精品文档 所用元件：译码器4511,7段共阴数码管，与非门74LS00，三极管8085，二脚蜂鸣，二 脚开关，6脚开关（功能类似双向闸刀开关），触点开关，二极管IN41