三路抢答器设计.doc

数字电路课程设计报告书题目：三路抢答器学院名称：计算机学院学生姓名：专业名称：计算机科学与技术班级：时间：数字电路课程设计一、设计任务和要求：1.抢答器同时供3名选手抢答，分别用3个按钮D1、D2、D3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。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，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。4.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为8秒。当主持人启动"开始"键后，定时器进行计时（0-7）。5.主持人没有闭合开关之前，有人抢答，数码管显示对应的选手编号，且红灯亮，当所有选手闭合自己对应的开关时，编号数码管清为0。6.参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，计数器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间,绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止。7.如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，定时显示器上显示8,且黄灯亮以示警告时间已到,若有人抢答，显示抢答人组号并锁存,直到主持人将系统清零，即黄灯灭，两个数码管显示都为0。二、实验框图：1、设计方案：抢答器具有锁存、定时、显示功能。抢答之前，两个数码管显示为0，即主持人没有按下开始按钮之前，有人抢答，亮红灯给以警告，数码管显示对应的选手编号，当选手闭合自己的开关时，对应数码管显示为0；当主持人按下开始按钮后，进行抢答，若有人抢答，锁存器锁存选手号和抢答时的时间，同时亮绿灯，直到主持人清零，系统才能再次正常工作；如果时间已到，没有人回答，黄灯亮，即在8秒的时刻，如果有选手抢答，锁存器锁存选手号，数码管并将选手号显示出来，直到主持人清零。2、系统框图：当主持人宣布开始，定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行计时，并通过译码器在数码管中显示。当某选手按开关键时，通过控制电路控制锁存器的使能端，并在锁存器中锁存，在输出端产生相应的开关电平信息，然后在译码器中译码，将编码器输出的8421BCD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。三、单元电路设计：1、实验器材器件名称数量备注器件名称数量备注74LS001二输入与非74LS041非门74LS081二输入与门74LS201四输入与非74LS321二输入或门74LS482译码器74LS751锁存器74LS1611加法计数器5551定时器电阻4电容2LED3数码管2导线若干161全加器抢答按钮75锁存器48译码器显示译码555秒脉冲产生器器48译码器显示译码控制电路主持人开关报警灯2、脉冲产生电路由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为计数器的CP脉冲，电路如下图所示：R4DC7Q3GND1VCC8TR2TH6CV5U1555VCCGNDR14k7R2100kC14.7ufC20.01uUCC接+5V电源，C1为4.7Uf，C2为0.01Uf,R2为100K,R为4.7K，第3管脚为CP脉冲的输出端,接发光二极管可测试是否有脉冲产生。脉冲波形图：3、定时电路：由计数器74LS161，74LS48和数码管构成。此电路用一片74161来实现模9的计数器，用同步置数法来实现，当计数到1000后，抢答无效。利用到1000时的状态，可以领用最高位Q3输出的高电平取非与脉冲信号相与，使计数器上没有脉冲信号，计数器停止计数,停止到某一状态，同时也可以利用最高位控制黄灯，到1000时最高位是高电平，说明时间已经到了，黄灯亮，0到7