多路数字抢答器-

1、河南科技学院新科学院电子课程设计报告题目:多路数字抢答器专业班级:电气工程及其自动化094姓名:董庆贺时间:2011.06.08 2011.06.17指导教师:孔晓红苗青林完成日期:2011年06月17 日多路数字抢答器任务书1.设计目的与要求设计一个八位智力竞赛抢答器。准确地理解有关要求,独立完成系统设计,要求所设计的电路具有以下功能:(1设计多组参赛的抢答器,每组设置一个抢答按钮;(2电路具有第一抢答信号鉴别与锁存功能,抢答成功后,显示组别、发出声响;(3设置犯规电路,对提前抢答或超时抢答的组别,显示组别、发出声响。2.设计内容(1画出电路原理图,正确使用逻辑关系;(2确定元器件及元件参数

2、;(3进行电路模拟仿真;(4SCH文件生成与打印输出;(5PCB文件生成与打印输出。3.编写设计报告写出设计的全过程,附上有关资料和图纸,有总结体会。4.答辩在规定时间内,完成叙述并回答问题。目录1引言 (12 总体设计方案 (12.1设计思路 (12.2总体设计框图 (13芯片介绍 (23.174l s148介绍 (23.2 74ls48介绍 (23.374l s192介绍 (34电路设计 (34.1抢答器主体电路 (34.2定时电路 (44.3报警电路 (55总体电路 (66 总结体会及调试分析 (6主要参考文献 (7附录 (7附录一 (7附录二 (8多路数字抢答器摘要:本文为完成多路数字

3、抢答器电路设计的完整过程,该电路具有抢答,设定时间,报警功能。该抢答器具有结构简单,易于实现,制作简单的特点。关键词:抢答定时报警 74ls148 74ls48 74ls1921 引言在我们的生活中各种竞赛活动能够层出不穷,而抢答器在竞赛中的作用日趋重要。本文设计的多路数字抢答器具有结构简单,易于制作,可以很好的实现一般的抢答功能,具有较高的实用性,普遍性强。2 总体设计方案接通电源时,将开关置于“清除”位置,当主持人宣布抢答题目时,同时将开关置于“开始”位置,扬声器发出响声提示,定时器倒计时。当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止选手抢答。选手抢答时优先编码器分辨出抢

4、答者的编号,锁存器锁存,译码显示电路编号。2.1 设计思路:抢答器一是能分辨出选手按钮,并锁存抢答者的编号,二是要使其他选手的操作无效。选用优先编码器74ls148和RS锁存器74ls279完成上述功能。主持人可以根据具体情况设置抢答时间,选用十进制同步加/减计数器74ls192进行设计,计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。开始时和选手抢答时扬声器给予提示,由555定时器和三极管构成。其中,555构成多谐振荡器,其输出信号经三极管推动扬声器。2.2总体设计框图:它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本抢答功能,扩展电路完成定时抢答功能。 图1 定时抢答器总体框图3 芯片介绍本文设计所用

5、的芯片有74ls148,74ls48,74ls192和555定时器。3.1 74ls148 图2 74ls148 83线优先编码器 图3 74ls148功能表3.2 74ls48 图4 74ls48 47译码器 图5 74ls48译码器3.3 74ls192 图6 74ls192 十进制同步加/减计数器CPU为计数时钟输入端CPD为减计数时钟输入端MR为复位输入端高电平有效,异步清除BO为错位输出,0000状态后负脉冲输出CO为进位输出,1001状态后负脉冲输出4电路设计抢答器包括主体电路和扩展电路,主体电路完成基本的抢答功能,扩展电路完成定时和报警功能4.1 主体电路:该电路完成两个功能:一

6、是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示编号;二是禁止其他选手按键操作无效。工作过程:开关S置于"清除"端时,RS触发器的端均为0,4个触发器输出置0,使74LS148的=0,使之处于工作状态。当开关S置于"开始"时,抢答器处于等待工作状态,当有选手将键按下时(如按下S5,74LS148的输出经RS锁存后,1Q=1, =1,74LS48处于工作状态,4Q3Q2Q=101,经译码显示为"5"。此外,1Q=1,使74LS148 =1,处于禁止状态,封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时,74LS148的此时由于

7、仍为1Q=1,使=1,所以74LS148仍处于禁止状态,确保不会出二次按键时输入信号,保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置清除"然后再进行下一轮抢答。 ¸图7 抢答电路4.2定时电路:由节目主持人根据抢答题的难易程度,设定一次抢答的时间,通过预置时间电路对计数器进行预置,计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计,具体电路如下图所示。 图8 定时电路4.3 报警电路:由555定时器和三极管构成的报警电路如下所示。其中555构成多谐振荡器,其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号,当PR为高电平时

8、,多谐振荡器工作,反之,电路停振。VCC 图9 报警电路5 总体电路及调试分析由于电路较为复杂,不可能一次就成功。再设计过程中,把整个电路分成了三个部分,分别是抢答主体电路,定时电路和报警电路。首先对抢答主体电路进行调试,使其能锁存,宛城基本抢答功能。其次对定时电路进行调试,使其可以定时,再对报警电路进行调试,使其可以发出响声。最后连接总电路,对其进行调试,使其按照要求工作。 ¸图10 定时抢答器主体电路6总结体会通过两周的实习,完成了实习任务。对其有了自己的感悟,认识到了自己的不足。通过实习,我发现自己的知识面还是比较窄,对课本的理解不够深刻。最使我感到兴奋的就是完成设计的时候,有

9、一种成功感。这次实习使我感到,学以致用才是关键。以前很神秘的电子技术自己也可以运用,对电子技术有了进一步的认识。在日后的学习过程中,我会跟加努力。最后要感谢,实习过程中老师的帮助和指导,也像我的任课老师表示衷心的感谢!参考文献:1 谢自美.电子线路设计实验测试(第三版.武汉:华中科技大学出版社,20062 康华光.电子技术基础(第五版.北京:高等教育出版社3 阎石. 数字电子技术基础(第五版.北京:高等教育出版社附录附录一抢答器sch电路图 图11 抢答器Sch电路图附录二 抢答器 pcb 电路图 10 9 8 7 6 10 9 8 7 6 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 1 2 3

10、 4 5 1 2 3 4 5 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 8 9 10 11 12 13 14 8 9 10 11 12 13 14 8 9 10 11 12 13 14 16 15 14 13 12 11 10 9 14 13 12 11 10 9 8 8 7 6 5 4 3 2 1 8 7 6 5 4 3 2 1 2 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 9 10 11 12 13 14 15 16 1 8 7 6 5 4 3 2 1 7 6 5 4 3 2 1 2 2 9 10 11 12 13 14 15 16 8 9 10 11 12 13 14 2 2 2 2 2 2 2 2 2