数电课程设计---多路智力竞赛抢答器的设计

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1、青岛农业大学理学与信息科学学院数字电路课程设计报告设计题目多路智力竞赛抢答器的设计学生专业班级电子信息科学与技术学生姓名（学号）设计小组其他同学姓名（学号）指导教师完成时间2012.6.3实习（设计）地点信息楼2452012年6月3日多路智力竞赛抢答器的设计1设计目的随着各种智力竞赛越来越多，在答题的过程中一般要分为必答和抢答两种。必答有时间的限制，到时间要警告。而抢答则要求参赛者做好充分的准备，等主持人说完题目，参赛者开始抢答，谁先按钮，就由这个参赛者答题，但是很难确认谁先按的，因此使用抢答器来完成这一功能是很有必要的。本设计是一个可供八个人抢答的多路抢答器。可以显示优先抢者的序号，

2、幷同时有音响提示。幷具有倒计时功能。当锁定时间到了的时候会有音响提示。当一次抢答完毕，可由主持人按复位键重新开始下一次抢答。2设计要求掌握抢答器的工作原理及其设计方法。1.基本功能（1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号和选手的编号相对应，分别是S0-S7。（2）给节目主持人设计一个开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示

3、。此外，要封存输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一致保持到主持人将系统清零为止。2.扩展功能（1）抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30S）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5S左右。（2）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。（3）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。3设计原理及其框图数字抢答

4、器工作原理为：接通电源后，主持人将开关置“开始”状态，抢答器工作，定时器倒计时。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。具体的说，就是当抢答按钮按下后，信号通过优先编码电路，从而封锁其它抢答通道信号，通过译码电路后由7段数码管显示。并且，优先编码电路受扩展电路中的定时信号控制，当倒计时为0，则锁上抢答电路，停止抢答。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”和“开始”状态开关。在扩展电路中，秒脉冲产生的电路通过定时电路控制抢答时间，并且，通过译码电路后由7段显示器显示。该显示采用的是倒计时

5、显示，当倒计时结束后，则产生控制信号锁上抢答通路。同时，若有抢答信号，则锁上倒计时电路。时间显示在7段数码管上。图1总体框图4单元电路设计(1)抢答电路此部分电路主要完成的功能是实现8路选手抢答并进行锁存，同时有数码显示。使用优先编码器74LS148和锁存器74LS279来完成。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，同时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S置于"清除"端时，RS触发器的R、S端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端＝0，使之处于工作状态

6、。当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO=1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，CTR＝1，使74LS148优先编码工作标志端＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开时，74LS148的此时由于仍为CTR＝1，使优先编码工作标志端＝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。只要有一组选手先按下抢答器，就会将编码器锁死，不再对其他组进行编码。通过74LS48译码器使抢答组别数字显

7、示0-7。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。(1)计时电路该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、2个7段数码管即相关电路组成。完成的功能是当主持人按下开始抢答按钮后，进行30s倒计时。当有人抢答时，计时停止。两块74LS192实现减法计数，显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74LS192的预置数控制端实现预置数30s，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。