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文档简介

1数字电子技术课程设计任务书一、设计课题四智能竞赛抢答器二、设计要求1.四组参赛者在进行抢答时,当抢答者按下面前的按钮时,抢答器都能准确的判断出抢先者,并显示相应的组号。2.抢答器具有互锁功能,某组抢答后能自动封锁其它各组进行抢答。3.形同应具有一个总复位开关。4.安装自己的设计电路。5.通电调试。提高部分1.抢答者犯规或违章(主持人未说开始抢答时,参赛者抢先按钮)时,应自动发出警告信号,以指示灯闪为标志2.抢答器应具有限时功能,抢答时限为30秒。设计资料1、阎石.数字电子技术基础.北京:高等教育出版社,19892、张乃国.电子测量.北京:人民邮电出版社,19853、彭介华.电子技术课程设计指导.北京:高等教育出版社,19974、华容茂.电工、电子技术实习与课程设计.北京:电子工业出版社,2000设计成果1、课程设计说明书。2、产品2前言1.课题研究的相关背景当今的社会竞争日益激烈,选拔人才,评选优胜,知识竞赛之类的活动愈加频繁,而在竞赛中往往分为几组参加,这时针对主持人提出的问题,如果要是让抢答者用举手等方法,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者,这就要有一种抢答设备作为裁判员,这就必然离不开抢答器。抢答器是一种应用非常广泛的设备,在各种竞赛、抢答场合中,它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成,能通过发光管的指示辩认出选手号码。现在大多数抢答器均使用单片机或数字集成电路,并增加了许多新功能,如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。随着科技的发展,现在的抢答器有着数字化,智能化的方向发展,这就必然提高了抢答器的成本。鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多,操作简单,经济实用的小型抢答器必将大有市场。因此,我选择简易逻辑数字抢答器这一课题。2.选题的目的和意义通过这次课程设计,了解简单多功能数字电路抢答器的组成原理,初步掌握数字电路抢答器的调整及测试方法,提高思考能力和实践能力。同时通过本课题设计,巩固已学的理论知识,建立逻辑数字电路的理论和实践的结合,了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。本论文通过参考大量文献对抢答器的工作原理做了系统介绍,通过详细的调查和权威技术资料及相关情报的收集,为学校等单位举行的简单的抢答活动提供了简单设计思路,对于企业了解抢答器产品生产技术及其发展状况十分有益。3.课题研究的内容本系统采用模块化设计智能抢答器,在抢答比赛中广泛应用,各组分别有一个抢答按钮。主持人有开始和结束、复位键。在后台主持人可以修改,抢答时间和选手回答问题的时间设置,新时间开始有效,主持人按键开始后,选手开始抢答为有效,数码显示屏显示抢答时间倒计时和选手号。通过研究并在设计后发现,采用数字电路技术设计的抢答器与目前常用的抢答器相比,首先,电路连接简单,因为大多数功能单元都能通过数字电路完成,第二,工作性能可靠,抗千扰能力优于目前抢答器。所以本研究是一个实用的工3程设计,具有创新性。4.国内外研究现状随着我国抢答器市场的迅猛发展,与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。技术工艺,是衡量一个企业是否具有先进性,是否具备市场竞争力,是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。了解国内外抢答器生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格,提高市场竞争力十分关键。目前市场上抢答器种类繁多,功能各异,价格差异也很大。那么选择一款真正适合的抢答器就非常重要。抢答器一般分为电子抢答器和电脑抢答器。电子抢答器的中心构造一般都是由抢答器由数字电子集成电路组成,其搭配的配件不同又分为,非语音非记分抢答器和语音记分抢答器。非语音记分抢答器构造很简单,就是一个抢答器的主机和一个抢答按钮组成,在抢答过程中选手是没有记分的显示屏。语音记分抢答器是由一个抢答器的主机、主机的显示屏以及选手的记分显示屏等构成,具有记分等功能。电子抢答器多适用于学校和企事业单位举行的简单的抢答活动。电脑抢答器又分为无线电脑抢答器和有线电脑抢答器。无线电脑抢答器的构成是由:主机和抢答器专用的软件和无线按钮。无线电脑抢答器利用电脑和投影仪,可以把抢答气氛活跃起来,一般多使用于电台等大型的活动。有线电脑抢答器也是由主机和电脑配合起来,电脑再和投影仪配合起来,利用专门研发的配套的抢答器软件,可以十分完美的表现抢答的气氛。抢答器作为一种电子产品,早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合,但目前所使用的抢答器有的电路较复杂不便于制作,可靠性低,实现起来很困难;有的则用一些专用的集成块,而专用集成块的购买又很困难。而我所设计的多功能抢答器简易逻辑数字抢答器具有电路简单,元件普通,易于购买等优点,很好地解决了制作者制作困难和难于购买的问题。在国内外已经开始了普遍的应用。4目录任务书1前言2目录4第一章方案论证61.1方案论证与比较61.2方案选择61.3方案6第二章单元电路设计82.1抢答电路设计82.1.1原理图设计82.1.2抢答器电路组成92.2定时电路设计132.2.1原理图设计132.2.2对计数器进行预置152.2.3555定时器162.3时序控制电路的设计16第三章仿真分析183.1抢答电路仿真193.2定时电路仿真19第四章制作与调试204.1制作PCB204.2电路调试204.2.1通电准备204.2.2单元电路检测204.3组装调试214.3.1检测与查阅器件214.3.2电路调214.3.3连接电路21第五章总结22参考文献23附录定时抢答器的主体逻辑电路图24附录元器件清单245附录PCB图256第一章方案论证1.1方案论证与比较与普通抢答器相比,本作品有以下几方面优势:1、具有清零装置和抢答控制,可由主持人操纵,避免有人在主持人说“开始”前提前抢答而违反规则。2、具有定时功能,在30秒内无人抢答表示所有参赛选手获参赛队对本题弃权。1.2方案选择一、根据系统方框图的原理有两种设计方案可供选择。1、选手触摸按钮后的信号首先进入RS触发器,CP脉冲控制锁存效果,然后输出再进行编码,译码显示。2、选手触摸按钮后的信号首先进行编码,然后利用74LS279锁存器,它的输出直接控制锁存功能,然后主持人开关控制锁存器的片选端,发挥清零作用。锁存器的输出直接进入译码器然后显示。3、可以用单片机编程实现,其实使用单机做最简单。三种方案原理均可行,考虑到实际情况,操作和连线地简单易行,因此选择方案二。二、驱动电路也有两钟方案可供选择:1、可利用单稳电路控制延迟时间和分频器CC4060进行分频产生间歇式方波。2、可采用单稳电路控制延迟时间和比较简单的振荡器线路,经比较选用施密特反相器构成的方波发生器比较简单,因为方波发生器的频率都比较低,所以选用555定时电路。经过组员讨论,选择了比较熟悉的555定时电路。1.3方案一、原理根据要求应具有抢答器具有锁存、定时、显示功能。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,以提醒主持人和选手。抢答时间可设定30S。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,定时器显示设定时间;主持人将开关置“开始”状态,宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时,选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示。7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。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。二、抢答器的组成框图定时抢答器的总体框图如图1所示。他主要由主体电路和扩展电路两部分组成。主体部分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定时抢答器的总体框图图1所示定时抢器的工作过程是:接通电源时,节目支持人将开关置于“清除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定的时间,当主持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,抢答器处于工作状态,定时器倒计时,当定时时间到,却没有选手抢答时,输入电路被封锁,禁止选手超时后抢答。当选手在定时时间内按动抢答键时,抢答器要完成下面几个工作:

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