课程设计--数字抢答器

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1、目录第一章设计任务和要求11.1技术要求11.2提交成果21.3设计进度2第二章电路的设计42.1电路的要求42.2设计方案的选择42.2.1【方案一】42.2.2【方案二】52.2.3方案的确定52.3电路工作原理5第三章器件的选择及电路设计73.1元器件的选择及参数确定73.2秒脉冲产生电路设计113.3抢答电路设计113.3.1电路结构及工作原理113.3.2电路仿真133.4定时电路的设计133.4.1电路结构及工作原理133.4.2电路仿真153.5报警电路的设计163.6直流电源设计17第五章设计总结20第七章心得体会23附录2528第一章设计任务和要求1.1技术要求

2、基本要求：1、抢答组数分为八组，序号分别为S0，S1,S3，S4,S5，S6，S7，优先抢答者按动本组按键，组号立即在LED显示器上显示，同时封锁其它的按键信号。2、系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。3、数字抢答器定时为30S，启动开建后，要求30S定时器开始工作，发光二极管点亮。4、抢答者在30S内进行抢答，抢答有效，如果30S定时到时，无抢答者，则本次抢答无效，系统短暂报警。5、电源：220V/50HZ的工频交流电供电；（注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室提供的稳压电源调试，但要求设计的直流电源能够满足电路要求）6、按照以上技术要求设计

3、电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行仿真，用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告。1.2提交成果1、设计报告2、作品3、电路原理图：要求提交两份，一份为CAD/EDA软件绘制，另一份为手工绘制，图纸大小自定，但要符合标准，电路图绘制要规范。1.3设计进度1、时间：三周282、进度安排：（1）第一周选题，熟悉题目，分析要求，查找资料，选择方案，优化方案，确定原理方框图，单元电路设计，选择元器件；（2）第二周进行电路仿真，确定电路原理图，画出电路原理图，购买元器件，焊接电路；（3）第三周电路调试，电路测试，绘制电

4、路原理图，完成设计报告，答辩。28第二章电路的设计2.1电路的要求1、本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。2、当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二极管直接指示出组别。3、在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行30秒倒计时，此时，若有组别抢答，显示该组别并使抢答指示灯亮；控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；若在规定的30s时间内无人

5、抢答，定时电路显示00，同时系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能。4、控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。2.2设计方案的选择2.2.1【方案一】原理：在选手抢答前，“清除/起始”开关S使基本RS触发器输出端Q为0，使集成8线-3线优先编码器禁止；当主持人按下“清除/起始”开关S时，基本RS触发器输出端Q为1，与优先扩展输出端Yex共同作用，使集成8线-3线优先编码器选通输入端ST为0，允许编码，等待数据输入。此时优先

6、按动序号的组号立即通过编码器按BCD421码输出，经RS锁存器74LS279将该数码锁存到LED显示器上。与此同时，Yex（引脚为14）由1翻转为0，与非门G1输出为1，选通输入端ST为1，编码器被禁止。此外，在Yex由1翻转为0时，还驱动报警电路工作，发出声音。282.2.2【方案二】我们的方案，采用了74LS148来实现抢答器的选号，采用了74LS279芯片实现对号码的锁存，采用了74LS192实现十进制的减法计数，555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时，采用了555单稳态芯片来实现报警信号的输出。2.2.3方案的确定在方案一中，主要多了一个基本RS触发器，以及相对的74L

7、S148引脚与74LS279之间连线的相应改变，这又涉及到之后的提高方案中的连线的改变。它有自身的优点，即基本RS触发器又相当一锁存器（74LS279），它可以对主持人的指令进行进一步的锁存，这样就可以增强它的抗干扰能力，但其线路过于复杂，另外此次实验所用的电路板对电路设计的大小要求很高，而且在布局和焊接上要越精练越好，所以它不是首选方案。而由于方案二已能满足基本设计和提高设计的要求，而且它的原理更简单易懂，直观明了，元件更少，连线更方便，焊接更可靠，且比较容易实现，所以最终选用