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课程设计
(09-10第二学期)
设计题目:数字抢答器
专业
班级
学号
姓名
指导教师
设计时间

一、设计任务及要求:
设计任务:
设计一个具有锁存与显示功能的4人抢答逻辑电路。
要求:
1. 抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0 ~ S3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,显示器上显示选手的编号和抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。
2010年6月25日
二、指导教师评语:
指导教师签名:
2010 年6月 25 日
三、成绩

2010年6月25 日
四人抢答器电路原理及设计
:
1. 掌握四人抢答器的电路设计组装及调试方法。
①设计一个可供4人进行的抢答器。系统设置复位按钮,按动后,重新开始抢答。
②抢答器开始时数码管显示序号0,选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
③抢答后显示优先抢答者序号,同时发出音响。,并且不出现其他抢答者的序号。
④抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间有主持人设定,本抢答器的时间设定为9秒,当主持人启动“开始”开关后,定时器开始减计时。
⑤设定的抢答时间内,选手可以抢答,这时定时器停止工作,显示器上显示选手的号码和抢答时间。并保持到主持人按复位键。
⑥当设定的时间到,而无人抢答时,本次抢答无效,并禁止抢答。定时器上显示00。
2. 熟悉数字集成电路设计和使用方法。
:
该方案的设计工作原理:
抢答具有锁存、定时、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,同时用LED数码管把选手的编码显示出来,并且开始抢答时间的倒计时,同时用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。而在选手按键抢答时间倒计时间到的时候都以报警声音提醒主持人和选手。抢答时间设定9秒,报警时间为1秒。
有如下步骤:
①接通电源后,主持人将开关拨到“清除”状态,抢答器处于静止状态,编号显示器灯灭,定时器设定时间,
②主持人将开关置“开始”状态,宣布“开始”,抢答器开始工作。
③定时器倒计时且扬声器给出声响提示。当一轮抢答之后,定时器停止,禁止二次抢答、定时器显示剩余时间00。
④如果再次抢答必须主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。
抢答器的总体设计:
①开始后,定时电路开始秒脉冲电路进行倒计时,结果通过译码器在显示器中显示,报警电路给出声音提示。
②当选手首先按某一开关键时,可通过触发锁存电路被触发并锁存,在输出端产生相应的开关电平信息,同时为防止其他开关随后触发而产生紊乱,最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。
③然后在译码器中译码,将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。
④若有多个开关同时按下,则在它们之间存在着随即竞争的问题,结果可能是它们中的任一个产生有效输出。
电路的设计系统框图如下:


(1) 抢答器电路
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。工作过程:开关S置于"清除"端时,RS触发器的端均为0,4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S4),74LS148的输出经RS锁存后,1Q=1,74LS48处于工作状态,4Q3Q2Q=100,经译码显示为"4"。此外,1Q=1,使74LS148 =1,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的此时由于仍为1Q=1,使ST=1,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开关重新置清除"然后再进行下一轮抢答。74LS148为8线-3线优先编码器.
表1 74LS148的功能真值表

抢答器电路图

(2)定时电路设计
节目主持人根据抢答题的难易程度,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,可以选用十进制同步加/减计数器74LSl92进行设计,计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。构成图如下:
四. 单元电路设计参数计算及元器件选择
1 . 74LS48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,