十路智力竞赛抢答器

数电课程设计设计题目：十路多路智力竞赛抢答器指导老师：林其伟设计班级：09电子A设计学生： 学生学号：布题时间：11月9日完成时间：11月29日一、设计要求1. 抢答器同时供10名选手，分别用10个按钮KEY 110表示。2. 设置一个系统清除和抢答控制开关KEY 0，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，同时扬声器发出报警声响提示。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。二、原理框图：三、设计方案选取与论证1、抢答电路抢答器按键按下表示高电平。2、倒计时电路用74LS192十进制可逆计数器功能中的减计数功能与555多谐振荡器构成倒计时电路。3、锁存器锁存器用D触发器，因为D触发器结构和功能都比较简单，方便使用。用于控制信号的锁定，即触发或锁定触发器的工作状态。4、数码显示数码显示器分为倒计时部分和显示选手编号部分，选用四个七段LED数码管连接译码器CD4511。倒计时显示300，选手编号显示110。5、 主持人开关主持人控制开关用来清零和开始抢答的工作。6、 报警显示电路有选手抢答时一个蜂鸣器和一个LED来表示。四、单元电路设计1、倒计时与显示模电路 倒计时采用可置数可逆计数器74LS192进行倒计时，CD4511译码，数码管显示。当主持人按下开始键时，74LS192的PL端输入低电平，重新置数。给74LS192的PL引脚一个高电平，使其从置数状态转换到开始计数状态；多谢振荡电路555工作，给74LS192的DN断输入脉冲信号。当倒计时完时，74LS192的TCD端输出一个低电平给多谢振荡器的复位端，停止倒计时。2、脉冲产生电路74LS192的脉冲输入由一个555多谐振荡器产生。1HZ，取C=10F时，R102+2R103+2RP1=143K. 取R102=R103=10K,RP1=100K.3、抢答电路按键接二极管，利用加二极管防止反向然后直接连接到CD4511七段显示译码器，数码管显示选手编号。抢答按键与74LS192的TCD端相连，当倒计时结束时TCD输出低电平使二极管截止，禁止选手抢答。4、锁存电路锁存器采用74LS74 触发器，经过个或门处理。当有按键按下去的时候置高，从而 D 触发器5 端输出为高电平反馈到4511 的5 端（使能端），实现锁定功能。5、报警电路当有选手抢答时，经电阻分压，三极管导通，蜂鸣器鸣响，二极管亮。五、系统功能仿真验证1、当主持人未按开始键时，禁止选手抢答。数码管倒计时显示30秒。 2、当主持人按下开始键后，开始倒计时。选手可以抢答。 3、当有选手按下按键时，蜂鸣器发出声响，数码管显示按键按下的编号，并且停止倒计时。主持人按下清零键后，数码管重新显示30秒倒计时。 4、如果主持人按下开始后没有选手抢答，倒计时到了，按键编号显示00，倒计时显示00。选手不能抢答，按键按下不能显示出按键编号。 六、 当主持人按下清零键后按开始键，开始倒计时，选手继续进行抢答。六、印制板电路设计原理图PCB图七、硬件的装配和调试 1、焊完板后，接上电源调试，发现蜂鸣器一直发出声音，经过查板了解到是电路有短接，重新弥补后问题得到解决。 2、因为当初购买元器件的时候考虑成本问题，所以将可自锁的复位开关换成轻触开关，其在实际操作时不造成太大影响。3、最后在测试时发现数码管一段无法显示，经万用表测试发现是数码管本身有质量问题，因未购买过于元器件，所以未能更换。八、实验总结这次做板应用到的芯片较多，所以布线相当麻烦，跳线很多，不过跳线基本上都很短，这一点考验了我们的布板的基本功，尽量是的跳线最小化。这次的课程设计花的时间和精力都很多，画图、布线、焊板花的时间最多，也遇到了很多问题。但是比起以前的一知半解，这次做板使我更加熟悉了制版的流程。对protel的应用更熟悉，也懂得了proteus的应用。最后调试过程也遇到层层困难，在自我努力和同学的热心帮助下经还是成功