抢答器电路设计

目录1、课程设计的目的.3 2、课程设计的内容和要求2.1设计内容.3、设计方案.3.1.2、方案论证.3.2主要芯片介绍43.3、抢答电路设计.83.4。显示电路9的设计3.5，555振荡电路设计103.6。电源电路103.7。时钟电路104、四人应答机模拟.115、实物生产及调试.116.课程设计概述7.参考文献121课程设计的目的1.了解应答机电路设计的基本实现原理；2.掌握时序逻辑电路的逻辑功能和用法；3.Protues模拟。课程设计的设计与要求2.1设计内容1.查阅所用设备的技术数据，详细说明所设计的应答机电路的工作流程；2.应答器电路由四组电子器件组成，包括编码器、解码器、定时器、电阻、电容和或非门。3.巡回赛可以通过玩家的钥匙来判断谁有权回答问题。当比赛成功时，相应的指示灯将会亮起，并在数码管上显示成功参赛者的人数。4.如果主持人没有按下开始按钮，答案将无效。5.开始加扰后将有20秒的倒计时，成功加扰后有60秒。2.2设计要求基本要求：(1)比赛开始后，如有选手按下比赛按钮，可准确识别先按下比赛按钮的选手并显示其号码。(2)如果有人在抢答成功后再次按下抢答按钮，抢答状态不会改变。(3)具有复位功能，按复位按钮进入下一个抢答的准备阶段。(4)完成工作的仿真演示(由proteus仿真软件实现)和实物制作(通用板上的焊接电路)，工作的设计只能使用编码器、解码器、定时器、电阻、电容、与非门等基本器件或芯片，不能使用单片机或可编程控制器等控制器。(5)工作电压仅提供交流220伏电源该四路应答机主要由应答机和提示成功应答的电路组成。根据任务手册，电路的功能如下：1 .当主持人宣布比赛开始时，参赛者开始回答比赛。比赛成功后，将有20秒的倒计时；2.在匆忙回答问题时，要区分参赛者的钥匙顺序，并锁定第一个应答者的号码，这样非第一个应答者就不会有任何反应。3、成功回答问题的人对应的发光副管点亮，数码管显示相应的号码；4.抢答时间是60秒。它将在60秒后自动复位。如果答案在60秒内完成，可以手动重置。通过分析可知，其工作原理如下：通电后，主机按下开始应答按钮，主机宣布应答“开始”。倒计时是20秒，参赛者可以在20秒内回答。应答机处于工作状态。应答器需要完成：优先级编码电路立即识别应答器的号码，并由锁存器锁存，然后解码电路显示相应玩家的号码；(2)成功回答后的倒计时改为60秒，参赛者必须在60秒内完成回答；(3)控制电路应阻断输入编码电路，防止其他玩家再次接听。当选手回答完问题后，主持人操作控制开关，使系统回到禁止工作状态，进行下一轮比赛。如果成功参加60秒竞赛的参赛者未能完成答案，系统将自动重置。3.1.2方案论证本课题设计方案的电路主要由课题电路和扩展电路组成。主电路由两部分组成：控制电路和主开关。优先级编码电路、锁存和解码电路通过二极管输出播放器的输入信号控制电路主机控制开关锁存电路应答电路编码电路数码管显示电路译码电路图1。四路应答机工作框图工作原理：开机后，主机不按开始接听按钮，答录机处于禁止状态，发光二极管关闭，数码管显示0。此时，如果有参赛者回答，将被视为无效，不予回应。当主持人按下开始按钮时，应答机开始工作，参赛者开始回答问题并倒计时20秒。通过优先级判断、数字锁存和解码电路，数码管显示成功回答问题的参赛者人数。当参赛者回答完问题后，主持人操作控制开关，使系统回到禁止工作状态。如果在60秒内成功回答问题的参赛者未能完成回答，系统将自动重置，以便进行下一轮回答。3.2主芯片介绍3.2.1 74LS175真值表引脚功能电路图74LS175是一种常用的6-D触发器集成电路，它包含4组D触发器，可用于构成寄存器、应答机等功能部件。3.2.2 74LS147真值表引脚功能电路图10线-4线优先级编码器(BCD输出)的简要说明：147是10线-4线优先编码器。有两种类型的线结构，54/74147和54/74LS147。其主要电气特性的典型值如下：147在9条数据线(1-9)上执行4线BCD编码，即在最高位数据线上执行解码。当1-9都为高电平时，编码输出(ABCD)为十进制零。因此，不需要设置单个/IN0输入。菜单：注：高l-低x-任意3.2.3 74ls247(七段显示解码器)七段显示解码器的功能是将“8421”二进制十进制代码转换成与数码管对应的七个场信号，驱动数码管并显示相应的十进制数。对于74LS247解码器，如果输出为低电平且有效，则应使用公共阳极数字管；对于74LS248解码器，如果输出为高电平且有效，则应使用公共阴极数字管。74ls247的输出端子(ag)在低电平时有效，可直接驱动指示灯或公共阳极发光二极管。当需要输入0 15时，消隐输入(/B/BI，/RBO消隐输入(低电平有效)脉冲消隐输出(低电平有效)/LT灯测试输入(低电平有效)/RBI脉冲消隐输入(低电平有效)ag段输出(低电平有效)3.2.4 555定时器下图是一个由555个定时器组成的多谐振荡器的原理图，其中R1=1.5k，R2=1.5k，C1=0.2uf，因此产生时钟脉冲的频率可以从f=1/(0.69(R1 2R2)C1到f=333kHz计算，远远超过根据设计要求产生的1kHz频率。这表明电路可以在第一个玩家按下按键后立即被锁存，即使在短时间内按下按键，也可以防止第二个玩家无效。实现了四人应答机的优先判断功能其引脚功能如下：引脚1:外部电源的负端VSS接地，通常接地。引脚8:外部电源VCC，双极时基电路VCC范围为4.516V，CMOS时基电路VCC范围为318V。通常使用5V。3引脚：输出端Vo2引脚：低触发端6引脚：TH高触发端引脚4:它是直接复位端子。当该端子连接到低电平时，时基电路不工作。此时，不管TR和TH的电平如何，时基电路的输出都是“0”。当该终端不使用时，它应该连接到高电平。引脚5: VC为控制电压端。如果该端子外部连接有电压，内部两个比较器的参考电压可以改变。当不使用该端子时，应将一个0.01F电容接地，以防止干扰。脚7:卸料端。该端连接到放电管的集电极，并在定时器期间用作电容器的放电。当一个引脚接地时，五个引脚没有外部电压，两个比较器A1和A2的参考电压分别为，555时基电路的功能表如表1所示。3.3抢答电路的设计这部分主要完成两个功能：第一，可以区分玩家的钥匙顺序，锁定第一个应答者的号码；第二，禁止其他玩家按键，这是无效的。选择优先级编码器74LS147和D触发器74ls157分别实现上述功能。由74LS175组成的4路应答器通过74LS147二进制十进制优先级编码器对优先级应答器的数据进行编码，然后通过74LS247对数据进行解码并显示给数码管。具体电路图如图所示：3.4显示电路设计这一部分的主要任务是通过存储在竞赛电路中的数字模型来指示哪个选手在竞赛中获胜，并同时显示强选手和成功选手的人数。具体电路图如图所示：3.5 555振荡电路设计本部分主要完成：555振荡电路位74ls573提供cp脉冲3.6电源电路4模拟四人应答机根据整体电路图，在仿真软件proteus上选择一个芯片并连接，然后启动开关进行观察。接下来，我们将对设计的电路分两部分进行proteus仿真。在proteus7.5上连接电路的各个部分后，我们为每个电阻和电容选择合适的值，并为每个开关设置合适的键盘开度值(例如，如果一个开关设置为1个连接，在启动proteus模拟按钮后，开关将从断开状态变为连接状态，然后打开proteus开关，从而根据显示器上显示的数字和二极管的开/关状态来判断电路设计是否成功。通电时，所有显示为05物理生产和调试6课程设计概述通过这次课程设计，我不仅巩固了我所学的理论知识，还增强了我实践、思考和解决问题的能力。同时，通过在线搜索和在图书馆搜索信息，我学到了很多课本上学不到的东西。我也更加深刻地认识到理论与实践相结合的重要性。只有通过更多的实践，我才能真正理解知识。首先，我了解了设计的总体思路，每一步应该实现什么样的功能，以及如何通过查找数据来实现这个功能。下一步是找到信息，了解每个芯片的功能，并通过芯片实现其功能。最后，设计了电路图和仿真。同时，我还学会了使用protues等软件，这使我对芯片的功能以及电路设计的方法和步骤有了更多的了解。T通过这次课程设计，我了解到理论与实践相结合是非常重要的