有锁存与显示功能的8人抢答器

1、 2015 2016 学年 第 二 学期数字电子技术课 程 设 计 报 告题 目： 有锁存与显示功能的8人抢答器 专 业： 电子信息工程 班 级： 13电信一班_姓 名： 王兆、王康、吴冬 吴展飞、徐健、许杰 指导教师： 周旭胜 电气工程系2015年6月3日1、任务书课题名称有锁存与显示功能的8人抢答器指导教师（职称）周旭胜（模电老师） 执行时间20152016 学年第 二 学期 第 14 周学生姓名学号承担任务王兆1309121033电路图的基本仿真王康1309121032电路图的基本仿真吴冬1309121034元件模块的查找吴展飞1309121035元件模块的查找徐健1309121037抢

2、答器原理的查找许杰1309121038抢答器原理的查找设计目的1. 熟悉抢答器的工作原理。2. 掌握抢答电路、优先编码电路、锁存电路、定时电路、时序控制电路、译码电路、显示电路的设计方法。设计要求1 抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0S7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。3 抢答器具有锁存与显示功能。4 抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答时间由主持人设定（如30秒）。5 参赛选手在设定的时间内进行抢答，强大有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时间，并保持到主持人将系统清除为止。8人抢答器摘 要此抢答器主要由抢答与定时两部分以及其

3、他门电路构成。抢答部分：当选手按下按钮时即通过74373对编号锁存,使其他选手按键无效,再对选手号进行编码,经7447译码后送入共阴数码管显示。定时部分：该部分主要由 秒脉冲产生电路、 74192 加法计数电路、 7447 译码电路和 2 个 7 段数码管即相关电路组成。两块 74192 实现加法计数，通过译码电路 7447 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，当主持人按下控制按键 时，实现预置。按键弹起后，计数器开始加法计数工作，并将时间显示在 七段数码显示管 上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的计时时间；当定时时间满时，即第二片74192

4、进位时，将进位信号送入D触发器锁存，连接D触发器的Q端至定时部分和抢答部分。使抢答无效，同时停止计数。关键字：抢答电路； 计时电路； 秒脉冲产生电路目录一、概述51.1设计目的51.2设计要求5二、设计原理62.1原理框图：62.2原理简述6三、电路设计73.1抢答部分73.2定时电路83.3时钟产生电路9四、总 结10五、附 录11六、参考文献13七、答辩记录及评分表15第1章 概述1.1设计目的1熟悉智力竞赛抢答器的工作原理2掌握抢答电路、优先编码电路、锁存电路、定时电路、时序控制电路、译码电路、显示电路的设计方法 1.2设计要求 设计一个具有锁存与显示功能的8人抢答逻辑电路要求： 1、抢

5、答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0S7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。 3、抢答器具有抢答与显示功能。 4、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。 5）、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器显示选手编号与抢答时间，并保持到主持人将系统清除为止。二、设计原理2.1原理框图开始计时选手抢答选手号锁存编码译码及显示 计时时间到停止计时2.2原理简述 定时抢答器的总体框图如上图所示，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

6、，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。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，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，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： 1、锁存器进行锁存后，优先段电路立即分辨出抢答者的编号，然后由译码显示电路显示编号；2、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；3、控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示已过的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕

7、，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。4、当设定的时间未到时,定时信号送入D触发器中锁存起来,并对抢答部分和定时部分锁定,使抢答无效和定时停止.三、电路设计3.1抢答部分 a) 电路功能 ：一是将抢答选手的编号识别出并锁存显示到数码管上，二是使其他选手按键无效；三是有人抢答时输出时序控制信号，使计数电路停止工作。b) 原理图： 仿真图（Multisim）：c) 具体原理 ：该部分主要由编码器、锁存器 74LS373 、译码器74LS47 组成和按键、 7 段数码管组成。如图所示，抢答输入端为S7 到 S0 脚，当有选手按键时，电路完成以下动作：选手按键后输入到74

8、LS373中锁存，使其他选手按键无效，并通过编码器编码后送至74LS47译码后显示到数码管上；3.2定时电路a) 电路功能 ：主要实现抢答计时，同时通过输出接口与时序控制电路相接，实现时序控制。b) 原理图： 仿真图（Multisim）：c) 与其他电路接口 ： up： 输入，计数脉冲，时序控制电路产生， 由 定时器 输出； 主持人总控开关，此处控制计数器 74LS192 的预置数； d) 具体原理 ：该部分主要由 555 脉冲产生电路、 74LS192 加法计数电路、 74LS47 译码电路和 2 个 7 段数码管即相关电路组成。两块 74LS192 实现加法计数，通过译码电路 74LS47

9、 显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。 74LS192 的预置数控制端实现预置数，当主持人按下控制按键 时，实现预置。按键弹起后，计数器开始加法计数工作，并将时间显示在 七段数码显示管 上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的计时时间；3.3时钟产生电路a) 电路功能 ：为计数电路提供计数脉冲b) 产生秒信号的电路有多种形式，图示是利用555定时器组成的秒信号发生器。因为该电路输出脉冲周期为：T（R1+2R2）C2ln2,若T=1s,令C2=10µF，R1=43K，R2=50K，经过计算的T=1s，则f=1/T=1Hz。从而使传输脉冲周期为1s。 电路原理图（Multisim

10、）如下：图总电路图：四、总结 经过这次课程设计的学习，我确实学习了很多知识，真正的感受到了理论联系实际的重要性，以及这之间莫大区别，到最后看着自己的结果心里还是感到很欣慰的。 在课程设计期间我懂得了怎样利用网上的资源和图书馆里的资源，通过网上的资源和图书馆的资源我了解了许多电子元件的工作原理，如：74LS121、74LS48、74LS192等。但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用电子设计软件如：Proteus等，因此使我熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。 同时我深刻的体会到实际与理论有很大的区别。在我们学习的过程中不仅考

11、验了我们对知识的吸收和掌握，而且也考验了我们的细心和耐心。特别是在仿真过程中对参数的改进和电路图的查找过程中，我深有体会。我认为这次实习不仅仅学习了软件知识，还提高了我们专业素质。 完成这次课程设计我觉得收获很多，不但进一步掌握了数电的知识及相关专业仿真软件的基本操作，还提高了自己的设计能力及动手能力。实践是检验真理的唯一标准。理论知识的不足在这次实习中表现的很明显。这将有助于我今后更加明确学习的方向，可认识到自己的不足，确定自己的目标，从而更加努力的学习。只有这样我们才能真正的去掌握它，真正的去运用它。 虽然只是初步学会了数字抢答器的设计，离真正掌握还有一定距离，但学习的这段日子确实令我收益

12、匪浅，因为我有学到了课本以外的很多知识，还锻炼了自己的动手能力。 作为一个电气工程及其自动化专业的学生，我深刻体会到课程设计的重要性。我以后会更加注重这方面能力的培养，在学习好理论知识的同时加强时间能力。 很高兴有这样一个锻炼、提高自己的机会。附 录74192555定时器7447参考文献1 闫石.数字电子技术基础 高等教育出版社2 石建平.数字电子技术 国防工业出版社3 李海.74系列芯片手册 重庆大学出版社4 赵春华、张学军.电子技术基础仿真实验 机械工业出版社出版社5 侯建军.数字电路实验一体化教程 清华大学出版社6 金唯香等编. 电子测试技术 湖南大学出版社答辩记录及评分表 课题名称 有

13、锁存与显示功能的8人抢答器答辩教师（职称）周旭胜（数电老师） 答辩时间 2015学年第二学期 第14 周答辩记录1、当一位选手抢答后，怎么保证其他选手按键无效？答：当选手按下键时，在向74373送数时同时向74373的使能端送低电平。从而保证其他选手按键无效。2.当一位选手抢答后，怎么使计时停止？答：选手按下键后，在向74373的使能端送低电平时，同时与秒脉冲信号形成与关系，从而使秒脉冲信号不能送入计数器。即计时停止。3.主持人怎么控制选手的抢答？答：主持人通过按键直接控制7447的BI/RBO端，当送入低电平时，数码管灭零。即选手号不显示。4.当计时满时，怎么使抢答无效。答：计时满时，产生进位信号，将信号接入上升沿触发的D触发器D端和CLK端，D触发器的Q端接7447的灭零端，当进位信号来时，即为一个上升沿，D触发器接收数，Q端为低电平，从而使抢答无效。简述555时序电路作用？答：555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555