多路竞赛抢答器电路的设计.doc

多路竞赛抢答器电路的设计一 设计指标和设计要求1设计任务：用中规模集成电路设计一个多路竞赛抢答器电路。2设计要求：多路竞赛抢答器电路要有八个抢答功能，若任意一组抢答成功，则显示该组号并伴有音乐提示，其它组被封锁，不能抢答，直到裁判宣布重新开始抢答时，各组才可以进行下一轮抢答。二 总体设计方案LED显示1设计框图0变8电路译码驱动音乐电路R-S锁存器门控电路8-3编码器抢答器按钮总开关2电路原理图多路竞赛抢答器电路图三 单元电路分析1 时序控制电路时序控制电路图当按下主持人开关，输入低电平，经触发器输出同时，输入由输出的信号同时送入与非门，再由与门输出送入，从而控制的导通。实现了时序控制功能。2 声控电路声控电路图当4Q端得到高电平，音乐片工作，同时，晶体管导通，扬声器发出声响。当4Q端为低电平时，音乐片停止工作。3 74LS4874LS48译码器驱动器输出是高电平有效，所以配接的数码管必须采用共阴极接法。当某一字段接高电平发光。使用每个管要串联限流电阻，共阴极接地，七个阳极ag有相应的BCD七段译码器来驱动。74LS48的功能表输入输出说明LTRBIBIA3A2A1A0ABCDEFG显示测试011 1 1 1 1 1 18灭灯00 0 0 0 0 0 0不亮灭01010 0 0 00 0 0 0 0 0 0灭0显示01110 0 0 01 1 1 1 1 1 00正常译码110 0 0 10 1 1 0 0 0 014 74LS27974LS279由四个RS锁存器，其主要电路特性是有两个位置（SA，SB）。当S为低电平，R为高电平时，输出端（Q）为高电平。当S为高电平，R为低电平时，Q为低电平。当S和R均为高电平时，Q被锁在已建立的电平。当S和R均为低电平时，Q为稳定的高电平状态。对SA和SB,S的低电平表示只要有一个为低电平，S的高电平表示SA和SB均为高电平。封装：采用DIP16封装替换型号：CT54LS279/ST74LS279. SN54LS279/SN74LS279引脚功能定义：1Q4Q：输出端。1S4S:置为端（低电平有效） 1R4R：复位端（低电平有效）输入输出说明RSQn+100锁存器状态不定不允许010锁存器置0101锁存器置111Qn锁存器保持原有状态 74LS279的功能表5 74LS148该编码器有8个信号输出端，3个二进制码输出端，此外电路还设置里输入使能端EI，输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS。当EI=0时，编码器工作，而当EI=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，输出也为低电平有效的情况。当EI为0，且至少有一个输入端有编码请求信号时优先编码工作状态标志GS为0。表明编码器处于工作状态，否则为1。74LS148优先编码器真值表SI0I1I2I3I4I5I6I7YEXYSY2Y1Y011111101111111110111001111111011110011111101110001111101101001111011000011101011001101010001010010001000四 整机电路抢答器的基本功能此抢答器可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0,1,2,3,4,5,6,7，用一个抢答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。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）和抢答的开始。抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始后，若有选手按动抢答器按钮，编号立即锁存。并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要锁存插入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。当主持人控制开关处于“清零”位置时，RS触发器的R端为低电平，输出端（4Q1Q）全部为低电平。于是74LS48的=0，显示器灭灯；74LS148的选通输入端ST=0，74LS48处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人开关拨到“开始”位置时，有限编码电路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，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端,.,输入信号。当有选手将键按下时（如按下S2），74LS148的输出=101， =0，74LS279的输出4Q3Q2Q=010，1Q=1，BI=1，译码器74LS48工作，显示器显示抢答者的编号2。同时74LS148的=1，Q=1，74LS148处于禁止状态，封锁了其他选手按键送出的抢答信号。当S2放开后，YEX=1，但1Q仍锁存为1,74LS148仍处于禁止状态。这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。当抢答者回答完问题后，由主持人控制开关S，是抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。五 元件列表序号名称规格数量备注1电阻RT-4K-5%8只RT-4.7K-5%1只RT-1K-5%2只RT-470-5%1只2集成芯片74LS1481片74LS2791片74LS483片3无极性电容0.01uF4只4发光二极管BT201A8只5共阴极七段LED显示器BS2013只6按钮开关1A189个7直流电源5V1个六 小结为期两周的电子课程设计终于结束了，而我们感觉却像是走过了漫长的半个世纪。在课程设计期间，我们组完成了一个完整的系统电路设计，这样简单电路的设计，却给我们带来了无形的财富。一方面，我们三个人分工合作，任务安排的合理有序，在最短的时间内达到了最高的效益，且大家互相帮助，互相纠错，降低了出错率；另一方面，在这个设计过程中，我们遇到了许许多多的技术问题，在我们小组的合作之下及老师的帮助下，我们都成功的克服了困难，这对我们今后处理工作上的难题积累了一定的经验。同时这次的课程设计也使我们对本专业的研究领域产生了浓厚的兴趣，我们将动手设计一件成功且实用的科技作品视为莫大的骄傲，更是对自己能力的肯定。另外，我们还