多路智力竞赛抢答器的设计课程设计.docVIP

課程设计题目:多路智力竞赛抢答器的设计

设计目标:随着各种智力竞赛越来越多，在答题的过程中通常要分为必答和抢答两种。必答有时间的限制，到时间要警告。而抢答则规定参赛者做好充分的准备，等主持人说完题目,参赛者开始抢答,谁先按钮，就由这个参赛者答题,但是很难确认谁先按的，所以使用抢答器来完成这一功效是很有必要的。

本设计是一个可供八个人抢答的多路抢答器。可以显示优先抢者的序号,幷同时有音响提醒。幷具备倒计时功效。当锁定时间到了的时候会有音响提醒。当一次抢答完成,可由主持人按复位键重新开始下一次抢答。

设计规定:掌握抢答器的工作原理及其设计方法。

1.基本功效

（１)设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是０、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号和选手的编号相相应，分别是S0-S7。

(2）給节目主持人设计一个开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。

(3)抢答器具备数据锁存和显示的功效。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮，编号立刻锁存,并在ＬED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器給出音响提醒。此外，要封存输入电路,禁止其余选手抢答。优先抢答选手的编号一致保持到主持人将系统清零为止。

2.扩展功效

（１）抢答器具备定时抢答的功效，且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30Ｓ）。当节目主持人开启“开始”键后，规定定时器立刻减计时，并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的声响,声响连续时间０．５S左右。

（2）参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效，定时器停顿工作，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）假如定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，此次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。

设计原理及其框图:

数字抢答器工作原理为:主持人将开关置“开始”状态，抢答器工作，定时器开始倒计时,而且报警器工作(时间为一秒）。若选手在定时时间内抢答,则经过优先编码器(74ls148)记录下选手的编号并送入锁存器(74ｌs279）锁存记录，然后经过译码器（7４ｌs48）进行译码，驱动八段数码显示器工作,显示选手编号,计时器显示剩余时间。与此同时时经过锁存器的输出信号让计优先编码器停顿工作保证其余选手再进行选择无效；假如在定时时间内没有选手抢答则经过计时端的译码器的借位输出端的输出信号来控制优先编码器，使其停顿工作。当一轮抢答之后,主持人将开关放到“去除”挡,使得编码器（74ls４8）停顿工作,显示选手编号的显示器也停顿工作。同时连接一个异步清零端用来去除计时器显示的时间使之为00，5５5计时器因为RＳT端为低电平也停顿工作，导致报警器和计时电路也停顿工作。

总体框图如下:

各部分电路的分析:

抢答电路

此部分电路重要的功效是：(1）.实现8路选手抢答并锁存优先抢答的选手的编号，同时经过数码显示选手的编号(2）．在有选手抢答或者是规定时间内没有抢答选手情况下使选手的抢答无效。

重要使用的芯片是优先编码器74LＳ1４8和锁存器7４LS27９还有七段数码显示器。该电路的工作过程是:开关S置于＂去除＂端时,RS触发器的Ｒ端均为０，4个触发器输出置0,使7４LS148的优先编码始能端ＥI＝0,使之处在工作状态。当开关S置于开始时,抢答器处在等候工作状态,假如有选手将抢答按键按下时（如按下S5），经过优先编码器(７４ＬS14８）编码记录下选手编号然后送入锁存器（74ｌs2７9)锁存,此时ＧS=1，使得74lｓ２7９的第四套S端有效,输出为１，所以BI/RBO=1,译码器74LＳ48处在工作状态，最终经过七段数码显示器显示选手编号（经译码显示为“5”）。此外，优先编码器(74ｌs148)的EI=1使其停顿工作,其余选手再进行抢答无效。显示器显示的为抢答成功的选手的编号,保证了抢答者的优先性。若在规定时间内没有选手进行抢答则计数部分高位片产生借位信号，借位信号使得优先编码器(７４lｓ1４8)的始能端EＩ=1，时期停顿工作,即使有选手按键也为无效,保证了选手只能在规定的时间内进行抢答。第一轮抢答结束后,主持人将开关置“清零”端,使得锁存器R端均为零，则第四套锁存器输出为0,使得ＢI/RBO＝０，译码器(74ls4８）不工作，显示器熄灭,最终进行下一轮的抢答。

抢答电路图如下:

2．倒计时电路

该部分电路重要实现倒计时的功效，并可以在选手抢答之后停顿倒计时,在规定时间内无人抢答后保持00状态。

重要由5５5定时器秒脉冲产生电路、十进制同时加减计数器7４LＳ1９2减法计数电路、７４LS4８Ｄ译码电路和2个7段数码管即相关电路构成。其工作过程是：当主持人按下开始抢