简易三路抢答器课程设计

1、1目目 录录简要.2 1 绪论.3 2 总体方案设计43 电路图.53.1 四 D 触发器 74LS17563.2 与非门 74LS20(逻辑器件).73.3 与非门 74LS00(集成 PLC).83.4 或非门 74LS54(逻辑器件).93.5 双上升沿 D 触发器74LS74.123.6 多谐振荡器.133.7 由 74LS74 构成的四分频电路144 主要器件及重要元件的功能介绍 4.1 D 触发器 4.2 与非门 24.3 或非门 4.电阻 4.电容 4.5 发光二极管 4.6 开关 4.三极管 4.蜂鸣器 5 总电路原理图 6 心得与体会 参考资料 附录计算及其补充知识 3简易三

2、路抢答器简易三路抢答器摘要本课程设计论文详细的讲述了我的本次课程设计的全过程和收获。本文讲述的三路抢答器主要是由；两个 D 触发器 74LS175、以及一个四输入与非门和四个双输入与非门和一个或非门构成，共分为锁存器、脉冲信号发生器、分频电路三部分，其中 74LS175 上的清零端由主持人控制，用来控制是否开始抢答，抢答开始时，由主持人按下复位开关 S清除信号，当主持人宣布“抢答开始”后，先做出判断的选手立即按下开关，通过与非门送出信号并将其他选手锁存，同时将信号送给发光二极管与喇叭，直到主持人再次清除信号为止。本文还记述了我在整个设计过程中的设计思路和每一步设计步骤，通过每一步的认真的设计，

3、最终顺利完成整个电路的设计。关键词：关键词：三路抢答器，触发器，脉冲发生器，74 系列芯片41 绪论关于这次设计的用于三人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非常广泛。在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。因此设计抢答器时要考虑到这些方面，以便使比赛更加

4、公平、公正。这次设计就是用几个触发器以及与非门巧妙的组合设计的抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。补充知识设置30 秒无人作答，自动锁存，见附页。下面请看我的整体设计方案。52 总体方案设计以下是三路抢答器方案流程图：图 2由上图可以看到这个方案非常的简洁，下面我将结合具体元件给出此方案的详细介绍：其中 F1 是 4D 触发器 74LS175，它具有公共置零端和公共 CP 端，F2 是由发光二极管和蜂鸣器组成的声光提示电路，F3 是由四 2 输入与非门 74 LS 00 以及电容、电阻组成的多谐振荡器，F4 是由双 D 触发器F1 抢答控制锁存器F

5、3 多谐振荡器选手抢答按键F2 声光提示F4 分频器主持人清零674 LS 74 组成的 4 分频电路，F3、F4 组成抢答器中的 CP 时钟脉冲源。抢答开始时，由主持人清除信号，按下控制开关，将开关置于“清零”位置。74 LS 175 的输出 Q1Q4 全为 0，所有发光二极管 LED 均熄灭，蜂鸣器不发声，抢答器处于禁止工作状态。当主持人宣布“抢答开始” ，同时将控制开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，首先作出判断的参赛者立即按下开关，对应的声光提示电路作出反应。同时，通过与非门送出信号锁住其余 3 个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。73 单元电路图3.1

6、 四 D 触发器 74LS1753.1.1 四 D 触发器 74LS175 的引脚图如图 3.1.1 所示图 3.1.13.1.2 四 D 触发器 74LS175 的逻辑图如图 3.1.2 所示图 3.1.283.1.3 四 D 触发器 74LS175 的功能表如表 3.1.3 所示表 3.1.33.1.4 四 D 触发器 74LS175 的真值表如表 3.1.4 所示表 3.1.493.2 与非门 74LS20（逻辑器件）3.2.1 与非门 74LS20 的引脚图和功能表如图 3.2.1 所示图 3.2.13.2.2 三输入 3 与非门 74LS10 的逻辑图如图 3.2.2 所示图 3.2

7、.2103.3 二输入端 4 输入与非门 74LS00（PLC 器件）3.3.1 二输入端 4 输入与非门 74LS00 逻辑图如图 3.3.1 所示：图 3.3.13.3.2 二输入端 4 输入与非门 74LS00 功能表如表 3.3.2 所示表 3.3.2113.4 双上升沿 D 触发器 74LS743.4.1 双上升沿 D 触发器 74LS74 逻辑图如图 3.4.1 所示图 3.4.13.4.2 双上升沿 D 触发器 74LS74 功能表如表 3.4.2 所示表 3.4.2123.5 多谐振荡器多谐振荡器电路图如图 3.5 所示0.1uFCCap10KR5Res Tap8910U1CS

8、N74LS00N111213U1DSN74LS00N123U2ASN74LS00N图 3.5多谐振荡器用来产生时钟脉冲，设置机械周期。133.6 由 74LS74 构成的四分频电路四分频电路图4CLK3D21Q5Q6CLRPRF4ASN74LS74AN10CLK11D1213Q9Q8CLRPRF4BSN74LS74AN+5 V图 3.6四分频电路使时钟脉冲的周期变为了原来的四倍。144 主要器件及重要元件的功能介绍在这次设计的用于竞赛的抢答器，电路图时很简单，组成器件应该说都是数电和模电中很常见的。4.1 D 触发器10CLK11D1213Q9Q8CLRPRF4BSN74LS74AND 触发器

9、如图，其功能有： D 触发器具有接收并记忆信号的功能，又称为锁存器。 D 触发器属于脉冲触发方式。 D 触发器不存在约束条件和一次变化现象，抗干扰性能强，工作速度快。图 4.1 D 触发器15而这次正是利用了的以上功能来构成一个简单的抢答器。4.2 与非门（两种形式）4.3 或非门或非门4.4 电阻包括滑动变阻器，普通电阻。4.5 电容主要用来构成多谐振荡器。4.6 发光二极管、蜂鸣器提示电路重要原件。4.7 开关4.8 三极管三极管165 总电路原理图 图 56 心得与体会学以致用还有很远的路要走学以致用还有很远的路要走亲身实践最能了解自己的知识水平亲身实践最能了解自己的知识水平网络是个可以

10、请教的好老师网络是个可以请教的好老师学会计算机基本知识有益提高实战效率学会计算机基本知识有益提高实战效率感谢这难得的课程设计感谢这难得的课程设计参考资料，何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001 年 6 月，姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年 10 月，王澄非，电路与数学逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年 10 月17，李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年 6 月，卢菊洪，数字电路与逻辑设计实训教程，科学出版 2003 年 8月，康华光，电子技术基础，高教出版社，2003徐国华，模拟及数字电子技术实验课程，200郭天祥单片机视频，百度

11、电子知识网站1819附录最小反应时间的计算1 多谐振荡器产生的时钟脉冲的周期 T=1.4RC=1.4*10*0.1ms=1.4ms2 经过四分频电路后的时钟脉冲的周期Tcp=4T=4*1.4ms=5.6ms3 最小反应时间为Tm=Tcp=5.6ms20附录附录0.1uFCCap10KR5Res Tap231K3SW-SPDT231K2SW-SPDT231K1SW-SPDT+5V+5V1KR4Res2GNDSDS1LED0DS2LED0DS3LED01KR1Res21KR2Res21KR3Res2LS1SpeakerLS2SpeakerLS3SpeakerGNDVCCGNDCLR1CLK9D14Q12Q13D25Q27Q26D312Q310Q311D413Q415Q414VCC16GND8F1SN7