学四路智力抢答器实验报告

PAGEPAGE10目录前言………………2摘要………………3第1章设计内容及要求…………41.1设计目的…………………41.2设计要求…………………4第2章设计思路方框图…………52.1设计思路…………………52.2设计原理方框图…………5第3章单元电路图及其原理说明………………63.1方案一设计原理…………63.2方案二设计原理…………93.3方案的选择………………13第四章电路测试与仿真…………144.1电路测试与仿真…………14第五章四路抢答器元器件清单…………………165.1四路抢答器元器件清单…………………16第六章焊接电路图及元件资料…………………176.1元件资料…………………176.2焊接电路…………………19第七章实验总训…………………20第八章参考文献…………………21前言进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛,抢答记分器是必要设备。过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，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。人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。因此，为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器，从最初的简单抢答按钮，到后来的显示选手号的抢答器，再到现在的数显抢答器，其功能在一天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答，还兼具报警，计分显示等等功能，有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈，也使比赛更突显其公平公正的原则。今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。本次实验通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了四路智力竞赛抢答器的设计。四路智力抢答器摘要（1）设计一个4路（1～4）智力竞赛抢答器，主持人可控制系统的清零和抢答的开始，控制电路可实现最快抢答选手按键抢答的判别和锁定功能，并禁止后续其他选手抢答。（2）抢答选手确定后给出一声音响的提示和选手编号的显示，抢答选手的编号显示保持到系统被清零为止。关键词：四路抢答器清零锁存主持人一、设计目的及要求1.1设计目的:1）学习数字电路中的优先编码器、锁存器、多谐振荡器、译码器、数据显示管的综合应用。2）熟悉抢答器的工作原理3）了解数字系统设计，调试及故障排除方法。1.2设计要求:1）设计一个4路（1～4）智力竞赛抢答器，主持人可控制系统的清零和抢答的开始，控制电路可实现最快抢答选手按键抢答的判别和锁定功能，并禁止后续其他选手抢答。2）抢答选手确定后给出一声音响的提示和选手编号的显示，抢答选手的编号显示保持到系统被清零为止。二、设计思路及原理方框图2.1设计思路:抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按按钮的先后，并锁存优先抢答器的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按按钮操作无效。选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能。2.2工作原理框如图：三、单元电路图及其原理说明1.锁存器：锁存器74LS279可以完成上述功能，如图所示每片74LS279中包含四个独立的用与非门组成的基本RS触发器。其中第一个和第三个触发器各有两个输入端（和），在任一输入端上加入低电平均能将触发器置1；每个触发器只有一个端（R）。图1.2.1（b）为第一个触发器的逻辑电路。2.74LS148优先编码器功能如图所示：图4-474LS148管脚图优先编码器即在同一时间内，当有多个输入信号进行请求编码时，只对优先级别高的信号进行编码的逻辑电路，称为优先编码器。常用的集成优先编码器有74LS148(8线-3线)其原理和功能真值表如图

由表不难看出在=0电路正常工作状态下，允许输入当中同时有几个输入端为低电平，即有编码输入信号。的优先权最高，的优先权最低。当=0时，无论其他输入端有无输入信号，输出给出的输出编码。即,当=1，=0,无论输入端输入什么信号只对编码，输出3.74LS121功能管脚图：74LS121用于控制报警电路及发声时间，为单稳态触发集成器，用于控制声响电路及声响时间，主持人将控制开关拨到“清除”位置时，B=0,触发器输出Q=0,声响电路停止工作，主持人将控制开关从清除拨到开始时，B=1，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时，由1变为0，触发器触发进入暂稳态，Q端输出一正脉冲，声响电路工作，扬声器发出声响信号，声响的时间持续，当定时时间到，来自又由1变为0触发器再次触发，扬声器又发出声响信号。74LS121用于控制报警电路及发声时间。4.译码、数显电路由于需要用LED数码管显示抢答的相应编号，因此选用常见的BCD-七段数码管和驱动集成电路CD4511。其工作的逻辑真值表如表所示：输入输出LEBILTDCBAabcdefg显示XX0XXXX1111111日X01XXXX0000000熄灭01100001111110001100010110001101100101101101201100111111001301101000110011401101011011011501101100011110601101111110001701110001111111801110011110010901110100000000熄灭01110110000000熄灭01111000000000熄灭01111010000000熄灭01111100000000熄灭01111110000000熄灭111XXXX锁存四、电路测试与仿真仿真图如下：五、四路抢答器元器件清单器材数量（个）按钮开关5三极管10.5K电阻710K电阻5100K电阻1200K电阻15.1K电阻1蜂鸣器（SPEAKER）1555芯片（NE555）10.1微法电容274LS121174HC148174LS2791CD45111共阴极数码管（7SEG-COM-CATHODE）1芯片底座（16引脚）3芯片底座（14引脚）1CD4511芯片1导线及焊锡丝若干第七章实验总训在做实验之前，大量的前期工作是非常必要而且是值得花大量时间去做的，首先是电路图的设计，然后要在电脑上模仿以及修改，仿真，这是一个相当费时间的工作。但当正确的测试结果出来时，会让你突然跳起来那种感觉，让你觉得付出是绝对值得的。例如仿真：在电路的设计成形到调试的过程中，遇到了一些问题并经过反复试验得以解决。这次课程设计使我学会了很多知识,增强了我们的动手操作能力,也让我们对74ls00,74ls08,74ls86,555等芯片有了一定的了解。通过四路抢答器的设计让我们对设计产品的一般步骤有了深刻的了解，我想这对于我们今后的学习都有很大帮助。这次实训的完成，是依靠小组的团结合作和共同努力。实训遇到瓶颈在所难免，但我们相信集体的力量是可以战胜困