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1、课程设计报告书课程：光电子元器件认知、设计与制作题目：六人抢答器的设计学院：理学院专业：光信息科学与技术（光能利用）班级：光能101班姓名：姚礼根学号：091004232指导老师：薛清2012年6月12日目录1主要功能介绍12总体方案设计13单元模块设计44主要芯片介绍44.1优先编码器74LS14844.2锁存器74LS27954.3555定时器65六人抢答器仿真76系统调试87元件清单98参考文献109总结101110评语课题题目：六人抢答器1•主要功能介绍1）有多路抢答，抢答台数为6,每人抢答开关一个，抢答显示器一个。2）主持人有
2、控制开关一个，可以清零和控制抢答。2、系统复位后进入抢答状态，当有一路抢答按键按下，该路抢答信号将其余各路抢答信号封锁，直至该路按键松开，显示牌显示该路抢答台号。2总体方案设计设计要求（1）主持人有开始键和清零键，按下开始键后才能开始抢答，否则无法正常抢答。（2）用数码管显示，正常抢答后显示抢到的队号，如果犯规则没有反应。（3）如果20秒内没冇抢答，则说明该题超时作废。（4）清零键用于恢复犯规或超时状态图1所示为总体方框图按扭主持人控制开关优先编码电路担制电路锁存器秒脉冲产生电路3单元模块设计3.1抢答器控制端电路功能介绍设计电路见图2
3、所示。电路选用优先编码器74LS148,74LS4&LED数码管和锁存器74LS279來完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同吋译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关从左到右，分别是1,2,3,4,5,6,7.7是控制清零端，当7断开（清零）吋，如果1到6开关有闭合的，数码管会显示闭合开关的编号；当7闭合吋，抢答器处于工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下1）,74LS148的输出经74LS48译码器接到七段显示电路处于
4、工作状态，1Q2Q3Q=001,经译码显示为“2”。此外，4Q=1,使74LS148优先编码工作标志端（图中5号端）=1,处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开时，此吋由于4Q仍为1,使优先编码工作标志端为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7开关重新置“清零”然后才可能进行。3.2控制电路倒计时部分的控制电路由555芯片构成多谐振荡电路,74ls192的TCD端经反相器的输出信号与555的输出信号相或，输出的信号再与74ls148的15号管脚的输出信号
5、或非。当TCD端经反相器的输出信号和74IS148的15号管脚的输出信号都为低电平吋，74IS192的输入脉冲根据555的输出信号变化；当TCD端经反相器的输出信号和74IS148的15号管脚的输出信号都为高电平时，74IS192的输入脉冲被锁定在低电平，由于74IS192是由上升沿触发，当为低电平时,电路停止工作。抢答部分的控制电路抢答部分的控制电路由两个输入信号组成，一是74IS279的4Q端输出信号,二是74IS192的TCD端经反相器的输出信号。两个信号中，只要有一个信号为高电平，电路就停止工作。当倒计时到零还没人抢答时，74I
6、S192的TCD端输出一个电平，经反相后，为高电平，电路停止工作。当倒计时还没到零吋，有人抢答，74IS279的4Q端输出高电平信号，电路停止工作。4主要芯片介绍4.1优先编码器74LS1474LS148为8线一3线优先编码器，表4.1.1为其真值表,表4.1.2为其功能表,04.1.1为其管脚图。116—215—314—474LS14813)—512611—710897GNDvc一gAE人石一^074LS148管脚图表4.1.274LS1488线一3线二进制编码器真值表输A输出ST螞辱1N51%IXYyXXXXXX1111101111
7、1111111100XKXXKX0000010XKXXKX01001010XKXXK011010010XKXX0111011010XXX01111100010XSX011111101010嘉0111111110010011111111110174LS148T作原理如下：该编码器有8个信号输入端，3个二进制码输出端。此外，电路还设置了输入使能端EI,输出使能端E0和优先编码工作状态标志GSo当EI=0时，编码器工作；而当ET时，贝怀论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
8、情况被称为输入低电平有效，输出也为低电来有效的情况。当EI为0,且至少有一个输入端有编码请求信号（逻辑0）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。由功能表可知，在8个输入端均无低
