数码显示八路抢答器设计

1、数码显示八路抢答器的设计 课程设计报告学 院： 郑州轻院轻工职业学院专 业： 电子信息工程技术班 级： 08级4班姓 名： 杜飞飞学 号： 08103013指导教师： 王晓静20 11 年 03 月2028 日目 录1摘要 HYPERLINK :/m506.mail.qq /cgi-bin/mail_spam?action=check_link&spam=0&sid=TH3M0wlU-QCcIRpX&url=%23_Toc280805333&mailid=ZL1901mYzfmOMpQWOo5kOzgZUqYA14 t _blank 2 课程设计目的 HYPERLINK :/m506.mail

2、.qq /cgi-bin/mail_spam?action=check_link&spam=0&sid=TH3M0wlU-QCcIRpX&url=%23_Toc280805334&mailid=ZL1901mYzfmOMpQWOo5kOzgZUqYA14 t _blank 3 课程设计任务和要求 HYPERLINK :/m506.mail.qq /cgi-bin/mail_spam?action=check_link&spam=0&sid=TH3M0wlU-QCcIRpX&url=%23_Toc280805335&mailid=ZL1901mYzfmOMpQWOo5kOzgZUqYA14 t

3、_blank 4 课程设计报告内容 HYPERLINK :/m506.mail.qq /cgi-bin/mail_spam?action=check_link&spam=0&sid=TH3M0wlU-QCcIRpX&url=%23_Toc280805336&mailid=ZL1901mYzfmOMpQWOo5kOzgZUqYA14 t _blank 5 .元器件清单 HYPERLINK :/m506.mail.qq /cgi-bin/mail_spam?action=check_link&spam=0&sid=TH3M0wlU-QCcIRpX&url=%23_Toc280805337&mail

4、id=ZL1901mYzfmOMpQWOo5kOzgZUqYA14 t _blank 6. 设计总结 HYPERLINK :/m506.mail.qq /cgi-bin/mail_spam?action=check_link&spam=0&sid=TH3M0wlU-QCcIRpX&url=%23_Toc280805338&mailid=ZL1901mYzfmOMpQWOo5kOzgZUqYA14 t _blank 7 .参考书目 HYPERLINK :/m506.mail.qq /cgi-bin/mail_spam?action=check_link&spam=0&sid=TH3M0wlU-Q

5、CcIRpX&url=%23_Toc280805339&mailid=ZL1901mYzfmOMpQWOo5kOzgZUqYA14 t _blank 附录 1摘要本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。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。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。 关键词: 八路, 抢答器, 设计,定时，计时，报警 Abstract： In this pap

6、er, the electric circuit and designing thought of an answering racer based on the common-used series of 74 IC with 8-wire is introduced, and its function is also described. The answering races function includes timing, counting, and alarming, besides the basic function of an answering racer. The hos

7、t sets the provided time for the answering race through the time-setting switch, after this the system will count down the time automatically. If anybody answer the question on time, the counting of time will stop; If nobody answer the question on time, the alarm will give out some sound, helping th

8、e host know the race in this turn is of no use, so the function of alarming is achieved. Keywords: 8-wire, answering racer, design, timing, counting, alarming 1）结合所学的电子电路的理论知识完成数码显示八路抢答器课程设计；2）通过该设计学会并掌握常用电子元器件的选择和使用方法；3）提高自己综合分析问题和解决问题的能力。我设计制作一个可容纳八组参赛的数字式抢答器，每组抢答按钮供抢答时使用，且电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将

9、系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别，同时电路应具有自锁功能，使别的抢答开关不起作用。还要设置计分（含加分与扣分）电路。对提前抢答和超时抢答的组别鸣喇叭示警，并由组别电路显示出犯规组别。1）设计一个八路定时抢答器，可以同时供8命选手参加比赛，分别用8个按钮S0S7来表示； 2）要求有课题综述，电路设计框； 3) 有一个主持人控制电路，由主持人来控制抢答器的运行每人独立完成课程设计。4)抢答器具有锁存、显示和报警功能。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码。4. 课程设计报告内容4.1课程设计方案选择及说明具体设计方案

10、如下： 接通电源后，主持人将开关拨到清除状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器和指示灯灭灯，等主持人将开关置“开始”位置后，抢答器处于等待状态，此时可以进行抢答。抢答器完成：优先判断抢答的组号，并将编号进行锁存，然后通过译码器将编号显示在七段数码管上。如果再次抢答必须由主持人操作清除和开始状态的开关，即需要主持人清零。4.2各单元电路的工作原理4开关阵列电路 该电路由多路开关所组成，供抢答着使用，每一抢答者与一个开关相对应（开关S0S7的代号分别是8、1、2、6、7，即抢答着的组号，便于主持人看到显示器上的数字后，能准确宣布谁是优先抢答者）。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，

11、开关自动弹出断开。图2 抢答的开关4触发锁存电路 当某一开关被按下时，触发锁存的电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息。同时为了防止其它开关随后触发而产生紊乱，让最先产生的输出电平返回来将触发锁存器的电路锁定。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果只能是它们中的任一个产生有效输出，任然达到了优先判断的效果。因为在完成本设计的时，实验室不能提供现成的锁存器(集成电路74LS279)则结合所学的理论知识，用集成电路74LS00自制成了锁存器，代替了他(集成电路74LS279)的功能。其连线如图3所示。图3 由74LS00组成的锁存器4数码显示器 数码管通常有发光二极管（

12、 LED ）数码管和液晶（ LCD ）数码管。本设计提供的为 LED 数码管，如图4所示。它显示最先抢答者的相应的代号，方便主持人宣布最先抢答者。图4 LED显示器4电路工作原理该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。具体的组成及工作原理如图5所示。工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的端均为0，5个触发器输出置0，使74LS148的0，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出,经RS锁存后,2Q=1,74LS48处于工作

13、状态，5Q4Q3Q=101，且1Q=0，则经译码显示为“5”。此外，2Q，使74LS148的，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的此时由于仍有2Q，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S开关重新置于“清除”然后再进行下一轮抢答。若按下S0，经RS锁存器后，1Q=1，74LS148的输出,经RS锁存后,2Q=1,74LS48处于工作状态，5Q4Q3Q=000，且1Q=1,所以经译码显示为“8”。保证抢答者的优先性与上述类似。若所按的是其他开关(S1、S2、S3、S4、S6、S7)的工作

14、过程与按下开关S5的工作过程相似，只是5Q4Q3Q的输出会发生变化。图5 数字抢答器电路4.优先判决器优先判决器主要是由74LS148集成优先编码器等组成。该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端，选通输入端，选通输出端和扩展端。其功能表如表2所示。从功能表中可以看出当“0”时，编码器工作，而当“1”时，则不论8个输入端为何种状态，输出端均为“1”，且端和端为“1”，编码器处于非工作状态,这种情况被称为输入低电平有效。表1 优先编码器74LS148功能表输入输出 1 1 1 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 10 0 0 0 0 1 00 0 1 0 0 1 1

15、 00 0 1 1 0 1 01 00 0 1 1 1 0 1 11 00 0 1 1 1 1 1 0 01 00 0 1 1 1 1 1 1 0 11 00 0 1 1 1 1 1 1 1 1 01 00 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 0锁存器SR锁存器是该设计中保证多个开关随后触发而不产生紊乱的重要部分，因实验室不能提供现成的锁存器，则用两个与非门(与非门由集成电路74LS00提供)组成了一个SR锁存器，连线如图3所示，其真值表见表3。表3 用与非门组成的SR锁存器的特性表 Q 1 100 1 111 0 101 0 111 1 001 1 011 0 001 = 1 *

16、GB3 0 011 = 1 * GB3 注： = 1 * GB3 SD、RD的0状态同时消失以后状态不定。译码器本设计中选用的译码器型号是74LS48（共阴），其引脚排列如图6所示，其中、 BCD码输入端，、 译码输出端，输出“1”有效，用来驱动共阴极LED数码管。 测灯输入端，“0”时，译码输出全为“1”，数码管七段同时电亮，以检查数码管各段能否正常发光。 灭灯输入端，“0”时，译码输出全为“0”。 作为输出端使用时，称灭“0”输出端，在A=B=C=D=0时，而且 =0时，才会输出低电平，表示译码器把不希望显示的零熄灭了。熄零输入端。用来熄灭不希望显示的零。图6 74LS48的引脚排列图4.

17、2.8数码显示器LED数码管是目前最常用的数字显示器，它分为共阴管和共阳管。在此只对共阴管作介绍，其电路和出线形式的引出脚如图7所示。一个LED数码管可用来显示一位09十进制数和一个小数点。小型数码管（寸和寸）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）的颜色不同略有差别，通常约为2，每个发光二极管的点亮电流在510mA。LED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，该译码器不但要完成译码功能，还要有相当的驱动能力。 (a) 共阴连接（“1”电平驱动） (b) 符号及引脚功能图7 LED数码管5.元器件清单序号型号名称数目174LS00集成电路3274LS1481374LS481410K电阻9551016FG111050二极管17共阴极七段数码管18导线若干9面包板210+6V直流电源111按钮开关96. 设计总结通过一周的课程设计，使我对数字电路有了进一步的了解，在设计抢答器、报警器、定时器的过程中，通过翻阅资料，上网搜索等，我对各电路器件（如：与非门，555定时器和LED显像管等）及原理有了更深一层次的认识，既增强了我的理解能力,也使我能更好的运用所学的知识。开始时我还不太明白电路是如何连接的，并且对其原理也不甚了解，但通过对所学知识更深入的了解和同学的讲解和帮助，最终使我克服了难