电子线路设计-四路抢答器

电子线路实习

结题报告设计题目：四路抢答器电路设计设计目的参加抢答组数为四组。判别选组电路。能迅速准确的判定抢答者，同时能排除其他组的干扰信号，闭锁其他各路输入。对优先抢答者有数字显示。设计要求1、可同时供4名选手参赛，其编号分别是1到4，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应。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。2、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，并数码管上显示选手的编号，同时封锁输入电路，禁止其它选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。设计原理图设计工作原理其工作原理为：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，编号显示器灭灯，主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”，抢答器处于工作状态，抢答器完成要完成以下四项工作：1）优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由所存器进行锁存，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，避免其它选手再次进行抢答；3）当选手将问题回答完毕，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。硬件设计需求本课程设计，要求用电路芯片有：74LSl48，74LS279，74LS48本课程设计，要求用电路原件有：10K电阻5个（所得实际电阻为9.9K）510电阻1个（所得实际电阻为490）发光二极管1个，单刀双掷开关1个，按钮开关4个数码管1个优先编码器74LS148

74LS148为8线－3线优先编码器。它允许多个输入信号同时有效，但只对一个优先级最高的输入信号进行编码。74LS148管脚图

74LS1488线—3线二进制编码器真值表74LS148工作原理

该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端。此外，电路还设置了输入使能端ST非，输出使能端YS和优先编码工作状态标志YEX非。

当ST非=0时，编码器工作；而当ST非=1时，则不论8个输入端为何种状态，3个输出端均为高电平，且优先标志端和输出使能端均为高电平，编码器处于非工作状态。这种情况被称为输入低电平有效，输出也为低电来有效的情况。当ST非为0，且至少有一个输入端有编码请求信号（逻辑0）时，优先编码工作状态标志YEX非为0。表明编码器处于工作状态，否则为1。由功能表可知，在8个输入端均无低电平输入信号和只有输入0端（优先级别最低位）有低电平输入时，Y2Y1Y0的非均为111，出现了输入条件不同而输出代码相同的情况，这可由YEX非的状态加以区别，当YEX非＝1时，表示8个输入端均无低电平输入，此时Y2Y1Y0的非=111为非编码输出；YEX非＝0时，Y2Y1Y0的非=111表示响应输入0端为低电平时的输出代码（编码输出）。YS只有在ST非为0，且所有输入端都为1时，输出为0，它可与另一片同样器件的ST非连接，以便组成更多输入端的优先编码器。

从功能表不难看出，输入优先级别的次为7，6，……，0。输入有效信号为低电平，当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端无低电平输入时，输出端才输出相对应的输入端的代码。例如5为0。且优先级别比它高的输入6和输入7均为1时，输出代码为010，这就是优先编码器的工作原理。锁存器74LS279每片74LS279中包含四个独立的用与非门组成的基本RS触发器。其中第一个和第三个触发器各有两个Rd输入端(S1和S3)，在任一输入端上加入低电平均能将触发器置1；每个触发器只有一个Rd输入端(R)。74LS279管脚引线图七段译码器74LS4874LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器，常用在各种数字电路和单片机系统的显示系统中74LS48管脚图：74LS48真值表设计原理图该电路的工作原理过程：当主持人控制开关S置于"清零"端时，RS触发器的R非端均为０，４个触发器输出（Q4—Q1）全部置０，使74LS48的BI的非＝０，显示器灯灭；74LS148的选通输入端ST的非=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人把开关S置于"开始"时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号输入，当有选手将键按下时（如按下S2），74LS148的输出Y2Y1Y0的非=110，YEX的非=0，经RS锁存后，CTR=1，BI的非=1，74LS279处于工作状态，Q4Q3Q2=010,74LS48处于工作状态，经74LS148译码后，显示器显示为"2"。此外，CTR=1，使74LS148的ST的非为高电平，74LS148处于禁止工作状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的YEX的非为高电平，但由于CTR维持高电平不变，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以及抢答电路的准确性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置“除”，电路复位。电路电压测量由于本次电路主要为数字电路，信号输入也为出发锁存输入，对锁存前的电压测量难以不抓测量，所以测了些锁存后的电压实际参数。实习总结经过初步分析知道需要用到锁存器、显示器、定时器，这时脑子里只有不多的器件，而流程路线没有一点思路。从网上搜集了大量的关于抢答器的文章，但是8路、6路、3路的比较多，4路的怎么也找不到。进过反复的比较分析知道抢答器的工作原理都是一样的，并且部分芯片也是一样的，这样我们就可以比着葫芦画瓢，把各个局部电路图画出来。最后就是小组人聚在一起怎样把局部电路图组合在一起形成整体电路图。功夫不负有心人，好在终于把电路图给疏通了。但是接下来就面对着一个巨大的困难，仿真图的绘制。可要知道仿真软件以前从来没接触过，要在这短短的时间内熟悉并会运用一个全是外文的大型软件，那是多么的难上加难。最终我们考虑要是时间不允许就放弃这一环节，并且老师也声明可不没有，好了，问题都解决了。经过这次设计我对74LS系列有了很深的了解，其实只要知道功能表，一切芯片都能得心应手；再者，也知道了四人抢答器的设计方法，以后遇到任何多人抢答器也都不在话下。总之，每次尝试