8路智力竞赛抢答器(数电课程设计报告).doc

数字抢答器的设计姓名李永宏学号2年级14自动化专业自动化系(院)机械与材料工程学院指导教师王丹1设计任务与要求……………………………………………………..........................................................................................................12设计原理……………………………………………………………..13电路设计…………………………………………….......................................................................................................................................................................................84元器件的使用列表.............................................................................105仿真结果……………………………………………………………116设计体会……………………………………………………………11参考资料………………………………………………………………(1)设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,其编号分别是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S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。(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功能。抢答开始,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示选手的编号,,禁止其他选手抢答,并将优先抢答选手的编号—直保持到主持人将系统清零为止。(1)抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间长度可以由主持人设定(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音响,。(2)参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效;,并保持到主持人将系统清零为止。(3)如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后做无效抢答,时间显示器上显示00。2设计原理定时抢答器的总体框图如图1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,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。图1-1定时器总体框图图1所示的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,定时显示器显示设定的时间;当节目主持人宣布抢答题目后,说一声“抢答开始”,同时将控制开关拨到“开始”位置,扬声器发出音响提示,抢答器处于工作状态,定时器倒计时开始。当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手在超时后抢答。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)优先编码电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后由译码电路显示编号;扬声器发出短暂音响,提醒节目主持人注意。(2)控制电路要对输人编码电路进行封锁,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,。当选手将问题回答完毕,,以便进行下—轮抢答。:—是能分辨选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用;二是要使其他选手的按键操作无效。方案一:选用优先编码器74LS148和八D锁存器74LS573(或74LS373)可以完成上述功能。通过74LS573可以一次性锁存八个信号输入的功能,将八个抢答的信号送给它2~9的八个输入管脚,再将它19~12的八个管脚接74LS148的优先编码信号输入的八个管脚,最后通过优先编码器的GS端经相应门电路处理后接锁存器的锁存端进行锁存。74LS573管脚与功能如图3-1所示。图3-174LS573管脚与功能方案二:选用优先编码器74LS148和RS锁存