抢答器电子课程设计汇本

1、目录综述11方案设计与分析21.1方案选择21.2芯片组成22电路设计框图及功能描述23单元电路设计33.1按键识别电路33.2显示电路43.3声音提示电路43.4脉冲发生电路54整体电路及仿真64.1电路原理64.2电路仿真7一号选手抢答7主持人复位8二号选手抢答9三号选手抢答9互锁功能10心得体会11参考文献12综述智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，而抢答就是智力竞赛中非常常见的一 种答题方式。抢答能引起参赛者观众的极大兴趣， 并且能在极短的时间，使人们 迅速增加一些科学知识和生活常识。 但是，在这类比赛中于谁先谁后抢答， 假设 是仅凭主持人的主观判断，就很容易出现错误，所以我们就需要一种

2、具备自动锁 存，置位，清零等功能智能抢答器来解决这些问题。在本次设计中，将主要实现 以下功能：1主持人可以控制系统的清零与抢答开场；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展抢答3抢答器要有显示的功能， 抢答一组的灯亮，并且扬声器发声，同时驱动数码管显示该组代号。10 / 141方案设计与分析1.1方案选择方案一；继电器抢答器。继电器实现四人抢答设计，其电路要求相关方面知 识过于简单，方案简而易行，但方案电路中存在许多缺乏，而且本钱相对过高。方案二：模电抢答器。模电实现四人抢答设计本钱过高，控制精度不高，电 路操作上存在弊端。方案三：TTL抢答器。TTL数字电路实现四人抢答器设

3、计针对性强、可靠性 高，经济本钱合理。本设计米取方案三。1.2芯片组成74LS175为抢答的控制电路局部74LS148编码器74LS48驱动数码NE555做脉冲发生局部2电路设计框图及功能描述根据任务要求，四人抢答器的逻辑框图如图2-1所示：图2-1逻辑框图3单元电路设计3.1按键识别电路电路如图3-1所示，该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并 锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号；二是要使其他选手随后的按键 操作无效。SW1U3:A7-<LS175u O 1 -1 _2 2 3T5Q-UUQUUC10U2:A7r. _.21TE741图3-1按键识别电路其工作原

4、理为：当主持人控制开关处于 去除时，D触发器的清零端为低 电平，使D触发器被强制清零，输入的抢答信号无效。当主持人将开关拨到开场'时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个 Q非端与在一起为高电平， 再和脉冲信号与在一起给 D触发器的脉冲端，当没人抢答时，抢答信号为低电 平，Q非端均为高电平，与门U2输出高电平在和脉冲信号与在一起给 D触发器 脉冲端，当一有人抢答时，抢答信号为咼电平，由于脉冲频率很咼，瞬间就会有 一个上升沿，使D触发器触发，Q非端输出低电平，经过与门后，将低电平给脉 冲端，从而使得其他选手按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先 性及抢答电路的准确性。中选手答复

5、完毕，主持人控制开关S是抢答电路复位，以便进展下一轮抢答。3.2显示电路电路如图3-2 （四个输入端连接Q非端）所示，用二极管的亮灭代表对应的选 手是否抢答，同时驱动数码管显示该选手编号图3-2显示电路其工作原理为：当没有人抢答时，Q非端输出高电平，二极管不会发光，优 先编码器无有效电平输入，输出的高电平经非门输入到译码器中，数码管显示0 当有人抢答时，对应的的 Q非端输出低电平，二极管发光，优先编码器有有效 电平输入，最后在数码管上会显示对应选手的编号。3.3声音提示电路电路如图3-3输入端连接Q非端所示：其功能就是声音提示，当有人按 下抢答键时扬声器就会发出声响。其工作原理为：当没有人抢答

6、时，高电平输入与非门，扬声器不会响，只要有人抢答，就会有低电平输入与非门，与非门便会输出高电平使扬声器发出声响。3.4脉冲发生电路电路如图3-4所示，主要功能就是产生脉冲信号。其工作原理为：接通电源后，Vcc经Ri F2给电容C充电。由于电容上电压不 能突变，电源刚接通时u c<Vcc/3,所以555部比拟器A1输出高电平，A2输出 低电平，即Rd=1，Sd=0，根本RS触发器置1,输出端Q为高电平。此时Q=0, 使部放电管截止。当u c上升到大于Vcc/3时，Rd=1，SD=1，根本RS触发器状态不变，即输 出端Q仍为高电平，当Vc上升到略大于2Vcc/3时，Rn=O, Sd=1，根本

7、RS触发 器置0，输出端Q为低电平。这时Q=1，使部放电管饱合导通。于是电容 c经 R2和部放电管放电，u c按指数规律减小。当u c下降略小于Vcc/3时，部比拟器A1输出高电平，A2输出低电平，根 本RS触发器置1,输出高电平。这时，Q=0，部放电管截止。于是c完毕放电并 重新开场充电。如此循环不止，输出端就得到一系列矩形脉冲。4整体电路及仿真4.1电路原理整体电路如图4-1所示其工作原理为：当主持人的复位端处于高电平即无效电平时抢答开场，四位选手只要有一位按下抢答按键，其他选手的抢答信号将不被接收，74LS175中抢答选手对应的Q非端将输出低电平，所以经过与非门扬声器会收到高电平信号发

8、出声响，同时4个Q非输出端信号进入编码器中的1到4引脚，因为编码器输出低电平有效，所以编码后经过非门进入译码器驱动数码管显示对应选手编号iftl=TE：C图4-1整体电路图4.2电路仿真一号选手抢答当一号选手按下抢答开关SW1时，仿真结果如图4-2-1所示只有该选手对应的发光二极管 D1亮，并且数码管显示数字1，同时扬声器发 出声音。图4-2-1 一号选手抢答仿真图主持人复位当主持人按下复位开关，仿真结果如图 4-2-2所示图4-2-2主持人复位仿真图主持人按下复位开关后，扬声器停顿发声，发光二极管D1瞬间熄灭，同时数码管显示数字0代表无人抢答。423二号选手抢答当一号选手按下抢答开关SW2时

9、，仿真结果如图4-2-3所示只有该选手对应的发光二极管 D2亮，并且数码管显示数字2，同时扬声器发 出声音。图4-2-3二号选手抢答仿真图三号选手抢答当一号选手按下抢答开关SW3时，仿真结果如图4-2-4所示只有该选手对应的发光二极管 D3亮，并且数码管显示数字3，同时扬声器发 出声音。图4-2-4三号选手抢答仿真图425互锁功能当四号选手抢答后，其他选手抢答均无效，仿真结果如图4-2-5所示图4-2-5互锁功能仿真图心得体会课程设计终于完成，在这个过程中我遇到了很多困难，知识的缺乏，对 画图和仿真软件的不熟悉等等，这其中得到了教师的很多帮助，同时也给我 提供了一些材料。这个课题用到了数字电路

10、方面的知识，通过这次课程设计，使我对TTL等系列元器件以及其他集成电路有了一定的了解，平时课上的学习并不能很 好的理解和运用各个元件的功能，而且考试容有限，所以通过这次课程设计 过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多 的认识。刚拿到课程设计的题目，起初不知该从何下手，经过教师指导设 计和对材料的讲解，再到图书馆和网上查找大量资料，才慢慢了解课程设计。 在资料和电脑前思考的过程是苦涩的，在图书馆中查找资料的过程是也是艰 辛的，但当课程设计完成时，那感觉是舒服的，才真正理解到没有付出就不 会有回报的真正含义，一份耕耘一份收获，有付出才会有回报，这个过程中 我也学会了怎样

11、去更有效地学习，怎样和他人共同完成任务，知道了团队精 神的重要性，学会了怎样快速高效的搜集自己所需的资料。其次，通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力。而且，知识上的收获重 要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次课程 设计必将成为我学习生涯上一个非常美好的回忆！只有理论知识是远远不够 的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从而提高自己的实际动手能 力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这 毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现 了自己的缺乏之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻， 掌握得不够结实。以后我会主动参加一些实践活动，进