8人抢答器电路报告(共13页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上摘 要智力竞赛抢答器是一种非常实用的电子电路，根据根据使用者要求的不同和难易程度，可以可以设计出多种电路。这里选择了一种难易程度适中、对初学者比较容易制作的电路。相对于分立元器件，用数字集成电路制作具有稳定性高、功耗小、调试简单、成本低、成功率高等优点。下面介绍用3个集成电路设计制作一个可以同时供8名选手抢答的智力竞赛抢答器演示板。只要掌握其制作原理和方法，对电路稍加改动，做成有实用价值的8路智力竞赛抢答器并没有太大的困难。 介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能

2、。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。 该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279芯片实现对号码的锁存，采用74LS192实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能，采用74LS121单稳态芯片来实现报警信号的输出。 通过课程设计提高和巩固了所学的专业知识，以及知识的综合应用和焊接技术。关键词：数字集成、演

3、示板、抢答器、报警器、定时器、编码器、 译码 器AbstractQuiz responder is a very practical electronic circuit, according to the different degree of difficulty and according to user requirements, can design a variety of circuit. Here chose a moderate degree of difficulty, more easy to make circuit for beginners. R

4、elative to the discrete component, made of digital integrated circuit with high stability, low consumption, debugging is simple, low cost, high success rate. Here are made of three integrated circuit design a can quiz for eight contestant vies to answer first vies to answer first device demo board.

5、As long as to master the principle and method of circuit changed slightly, make it have practical value of 8 road quiz responder is not much difficult.Introduces digital display eight-way responder circuit composition, function and design of integrated circuit to carry on the design commonly used ci

6、rcuit with 74 series. The buzzer in addition to the basic vies to answer first function outside, still have timing, timing and alarm function. The host through the preset time switch the default for the vies to answer first the time, system will complete automatic countdown. If within the stipulated

7、 time someone vies to answer first, the timing will automatically stop; If within the prescribed time, no contest, the buzzer will send ring in the system and prompted to host the vies to answer first, realize the alarm function, if more than time vies to answer first, vies to answer first is invali

8、d.The buzzer is mainly applied to the encoder, decoder and latch: it USES 74 ls148 to realize the buzzer pick, to number of latch is realized by using 74 ls279 chip.Keywords: digital integration, demo board, buzzer, alarm, timer, encoder and decoder 目 录第一章 设计要求 41.1 抢答器简介. 41.2 设计指标. 4第二章 工作原理.42.1

9、各功能块电路图及功能简介. 42.2 电路工作原理分析. 52.3 工作状态. .72.4 定时电路功能分析. 72.5 控制电路设计.92.6:控制电路设计9第三章 电路总设计图103.1 报警电路113.2 元器件. 11第四章 反真原理. 12设计体会.13参考文献.13第一章：设计要求1.1抢答器简介：8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在

10、制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。1.2设计指标： 1、 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，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0S7。2、给节目主持人设置一个控制开关，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、抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，

11、要封锁输入电路，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零为止。4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30s）。 当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。 5、参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，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。6、 如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，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。第二章：原理图2.1各功能块电路图及功能简介主体电路图如下：图1 图1：主体电路

12、图（1） 所用到的芯片：一个74LS47D译码器、两个74LS148D锁存器、一个74LS148D编码器组成。（2） 各个芯片的作用：a、 译码器：是将电路中抢答者按下的按钮编号显示出来，将编号显示在该电路部分的显示器上。b、 锁存器：将抢答者的编号经过优先编码器编码之后进行所存。c、 编码器：将锁存之后的编码进行分辨，分辨出后将其输出。（3） 该部分电路操作过程：按下总开关，整个强大部分电路开通，等待输入端信号的输入，当有抢答者按下时，则表示有信号输入，编号通过优先编码器，锁存器和译码器最终将抢答者的编号显示在显示器上。2.1.1电路功能分析（1）优先编码电路（74LS148）分辨出抢答者编

13、号，由锁存器（74LS279）锁存，由译码器（74LS47）显示编号；（2）控制电路对输入电路进行封锁，避免其他人两次抢答；（3）Space开关置于“闭合”，显示数码管熄灭（黑屏），置于“断开”，等待下一轮。（4）当有选手抢答时，译码器74LS47的BI/RBO出现高电平，此时蜂鸣器发生，报警有选手抢答。2.2：电路工作原理分析：（1）RS触发器“74LS47”的真值表表2 表2：74LS47真值表 LTRBI输入D C B ABI/RBO输出a b c d e f g 0 1 2 311111××××0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1

14、 111111 1 1 1 1 1 00 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 14567 1 1 1 1××××0 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 0 1 11 0 1 1 0 1 10 0 1 1 1 1 01 1 1 0 0 0 08 91011 1 1 1 1××××1 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 11 1 1 0 0 1 10 0 0 1 1 0 10 0

15、1 1 0 0 112131415 1 1 1 1××××1 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 1 1 1 1 10 1 0 0 0 1 11 0 0 1 0 1 10 0 0 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 BIRBILI × 1 0×0×× × × ×0 0 0 0× × × × 0 0 10 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1（2）RS触发器“74LS148”的真值表表3 表

16、3：74LS148真值表 EI输入0 1 2 3 4 5 6 7输出A2 A1 A0GS EO 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0× × × × × × × ×1 1 1 1 1 1 1 1× × × × × × × 0× × × × × × 0 1× × × × × 0 1 1× × × ×

17、0 1 1 1× × × 0 1 1 1 1× × 0 1 1 1 1 1× 0 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 11 1 11 1 10 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 1 1 00 10 10 10 10 10 10 10 1（3）RS触发器“74LS279”的真值表（与非门）表4 表4：74LS279真值表S RQ Q0 00 11 01 1不变 不变0 11 0× × 2.3工作状态：（1）Space位于“消除”，触发器“74LS279”的四

18、个端接地（低电平），输出端（1Q1，1Q2，2Q1，2Q2）全部为低电平，于是74LS47的，显示器灯熄灭。（2）74LS148选通输入端（即），74LS148处于工作状态，此时锁存器不工作。（3）当Space位于“开始”端时，优先编码电路和锁存器同时工作，等待输入端（74LS148）的输入端0、7输入信号。（4）例如：按下“5”号，编码器的输出，即（CBA=010）经RS储存器后，1Q1=1,即，74LS279处于工作状态，2Q2，2Q1，1Q2=101,经过74LS47译码后，显示器显示“5”。 （5）1Q1，使74LS148的（即），74LS148处于禁止工作状态，封锁了其他键的输入。（

19、6）当按下的键松开后，74LS148的（即），但由于1Q1的输出端仍维持高电平不变，所以仍然处于禁止工作状态，封锁了其他键的输入。（7）当Space接地，才能复位，进入下一轮工作。2.4定时电路功能分析：由节目主持人根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，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如图所示图2 图2 ：定时电路图（1） 电路所用到的芯片：该部分电路由两个二进制加减计数器，灯泡，蜂鸣器和一个555定时器组成。（2） 电路中各器件的作用: a:计数器的作用计数器就是将设定好的时间进行加减计算，将倒计时进

20、行加减后抢答者的倒计时显示出来。 b：灯泡的作用：如果抢答倒计时倒计时变为0,之后，就说明没时间回答了，灯泡就亮进行警告。 C：蜂鸣器的作用：抢答器倒计时为0之后，用蜂鸣器发出声音发出报警。 d：555定时器作用：定时器进行设定时间，主持人设定倒计时多少，将设定好的时间构成多谐振荡器，产生时钟脉冲，进行倒计时。（3）操作过程：该部分按下按键之后显示设定好的倒计时时间30秒，打开开关之后开始倒计时，倒计时时间到0之后灯泡亮，蜂鸣器响起。2.4.1、电路功能分析（1）通过十进制同步加/减计数器74LS192进行预置时间设置，由555定时器构成多谐振荡器，产生时钟脉冲，进行倒计时。（2）A开关置于“

21、闭合”，显示器显示被置数30，置于“断开”，开始进行30秒倒计时。2.4.2、电路工作原理分析74LS192”的真值表表5 表5：74LS192真值表减计数××××110加计数××××110abcdabcd××000000×××××××1Q0Q1Q2Q3D0D1D2D3CCLDC输出输入该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路和2个7段数码管即相关电路组成。通过两块74LS192实

22、现减法计数，显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74192的预置数控制端实现预置数，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，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管DPY_7-SEG 上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时间到时，输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，报警灯亮,同时以后选手抢答无效。2.5计分电路功能分析：由99位打分员给选手打分，通过同步加减计数器74LS192进行加减计数打分，具体电路如图所示：图3 图3：记分电路图（1） 电路器件组成：计分器电

23、路部分由两个与非门，两个十进制加减计数器组成（2） 器件作用：两个与非门分别控制主持人设定分数的加减，让主持人能够直接按开关就能实现分数的加减，两个计数器将分数显示出来。（3） 操作过程：按下按键a可以进行加分，按下按键b进行减分。2.5.1、电路功能分析（1）通过十进制同步加/减计数器74LS192进行打分设置，由2个开关进行分数的加减计数。（2）开关“J9A”“J9B”分别进行加分、减分计数。2.6:控制电路设计：时序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下四项功能：主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，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，扬声器发声，

24、抢答电路和定时电路停止工作。打分员进行加减打分。当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，报警灯亮同时抢答电路和定时电路停止工作。 根据上面的功能要求设计的时序控制电路如图所示图4。图中，门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止，门G2的作用是控制74LS148的输入使能端 。下图的工作原理是：主持人控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时，来自于图中的74LS279的输出Q=0，经G3反相，A1，则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端，定时电路进行递减计时。同时，在定时时间未到时，则“定时到信号”为 1，门G2的输出=0，使74LS148处于正常工作状态，从而实现功能的要

25、求。当选手在定时时间内按动抢答键时，Q1，经 G3反相，A0，封锁 CP信号，定时器处于保持工作状态；同时门G2的输出=1，74LS148处于禁止工作状态，从而实现功能的要求。当定时时间到时，则“定时到信号”为0， =1，74LS148处于禁止工作状态，禁止选手进行抢答。同时门G1处于关闭状态，封锁 CP信号，使定时电路保持00状态不变，从而实现功能的要求。 图4：时序控制电路图第三章：电路总设计图 图5：电路总设计图3.1报警电路：由555定时器和三极管构成的报警电路如下图所示图6。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo1.43（R12R2）C，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，

26、当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。第四章：设计体会 图6：报警电路图实验的初期，由于对整个的电路还不能从整体把握，只能从实验书上的实验要求出发，结合查找到的资料提出解决方案。通过多次连接他人的电路，不断地发现问题，解决问题，于是对电路的设计和要求有了自己的想法，并加以了尝试。这次实验是数电实验的一个综合性实验，通过这次实验，使我们将以前我们所学习到的芯片知识综合应用到这个实验上，从结构、功能、用法上都有了全面的认识，并基本达到了从构思到设计再到焊接最后到调试的整个过程，虽然其中遇到了很多困难阻力，从开始到整个完成，但还是坚持了下来，所有的努力换回了成功的喜悦。3.2元器件：表6

27、：表1：元器件序号名 称型 号数量1七段译码器74LS4852十进制加减计数器74LS19243555定时器CB55514触发器74LS4715RS锁存器74LS279 26与非门74LS00 37非门74LS0418与门74LS08D19电阻根据具体要求 510电容16CE470AX 211蜂鸣器SP10212开关AZD1169113共阴极显示器414抢答按扭DSWPK 115开关SPD1 16小灯泡PROBE117发光二极管A694B 1第四章 反真原理接通电源，开关打到预置端，倒计时数码管显示30。主持人拨动开关后选手开始抢答，8路触点开关处于待命状态若有选手按下所在开关（抢答），抢答电路显示选手所在编码（07），选手按