多路智力竞赛抢答器课程设计报告

1、集美大学诚毅学院数字电子技术课程设计20092010学年 第2学期第15周设计名称：多路智力竞赛抢答器班 级： 自动化0891 学 号： 姓 名： 指导老师： 成 绩： 日 期： 一、抢答器的组成框图定时抢答器的总体框图如图1所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。图1所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，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题目后，说一声“抢答开

2、始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，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，然后由译码显示电路显示编号；扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；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；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。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。二：设计要求：基本功能(1)抢

3、答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮s0 s7表示。(2)设置一个系统清除和抢答控制开关s，该开关由主持人控制。用来控制系统清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。(3)抢答器具有锁存与显示功能。即抢答开始后，选手按动按钮，锁存相应的编号，并在编号显示器上显示该编号。同时封锁输入编码电路，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除为止。 2扩展功能(1)抢答器具有定时抢答功能。要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间。(2)参赛选手在设定时间（20秒）内抢答，抢答有效，同时定时器停止倒计时，编号显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并

4、保持到主持人将系统清零为止。(3)如果定时抢答时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续0.5秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。三、定时电路原理图、工作原理与分析图2 定时抢答器的主体逻辑电路图1、抢答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。选用优先编码器74ls148和rs锁存器74ls279可以完成上述功能。工作过程：开关s置于清除端时，rs触发器的 端均为，个触发器输出置，使74ls148的 ，使之处于工作状态。当开关s置于开始时，抢答器处于等

5、待工作状态，当有选手将键按下时（如按下s5），74ls148的输出 经rs锁存后，1q=1, =1,74ls48处于工作状态，qqq=101,经译码显示为。此外，1，使74ls148 ，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74ls148的 此时由于仍为，使 ，所以74ls148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将开关重新置“清除然后再进行下一轮抢答。2、定时电路设计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，可以选用十进制同步加/减计数器74lsl92进行设计，计数器的时钟脉冲由

6、秒脉冲电路提供。3、脉冲产生电路：该电路是由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为触发器和计数器的cp脉冲。4、抢答器控制电路设计抢答器控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：主持人将控制开关拨到“开始”位置时，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。当参赛选手按动抢答键时，数码管显示抢答到的参赛选手序号，抢答电路和定时电路停止工作。当设定的抢答时间到，无人抢答时，抢答电路和定时电路停止工作。四、调试过程遇到的问题及解决方案1）ne555时序电路中发光二极管未出现闪烁的情况解决方案：首先，利用万用表检测ne555时序电路的管脚3中是否有脉冲，如果有则检测74ls192

7、芯片中管脚4是否出现脉冲；如果检测都没有出现脉冲信号，则重新检查一遍时序电路的安装过程是否正确。问题所在：ne555时序电路中电路安装不正确，重新接好后得以解决。2）数码管未显示解决方案：检测数码是否正确接入电路中问题所在：数码管中3、8管脚未接地，因为数码管是属于共阴极显示器，所以要接地。3）数码管接地后仍未显示数字解决方案：重新检查电路是否安装正确 问题所在：重新检查电路后发现误将主持人控制开关接地，导致数码管被“清零”，从而无法显示。4）数码管未能实现从要求实现的时间倒计时解决方案：检查芯片74ls192是否连接正确问题所在：检查后发现芯片的数据预置端连接错误五、元件清单1. 集成电路7

8、4ls148 1片，74ls279 1片，74ls48 3片，74ls192 2片，ne555 2片，74ls00 1片，74ls121 1片。2. 电阻 510 2只，1k 9只，4.7k l只，5.1k l只，100k l只，10k 1只， 15k 1只， 68k l只。3. 电容 0.1uf 1只，10uf 2只，100uf 1只。4. 三极管 3dg12 1只。5. 其它：发光二极管2只，共阴极显示器3只。六、总结通过本篇论文的设计，使我们对定时抢答器的工作原理有了本质的理解，掌握了多个芯片的引脚功能、内部构造及其在电路中所起到的作用。利用各个芯片制作出来的定时抢答器具有抢答、优先编码、锁存电路、译码、定时、时序控制等作用。对仿真软件也有更进一步了了解。第一次做课程设计，刚开始看到觉得还挺简单的。可是自己真的弄起来很麻烦，太多的导线，让你拨线拨到手疼，而且有时候拨太短了，还会让电路接触不良。导线看到头晕，有时候有地方错了还要用万用表慢