数字电路课程设计----四路抢答器

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1、数字电路课程设计报告书系部名称：专业名称：班级：学生姓名：指导教师：实习时间：一．课程设计题目:四路抢答器二．任务和要求：设计一个4路智力竞赛抢答器，具体设计要求如下：1.抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0～S3表示。2.设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。3．抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。4.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如10秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计

2、时。5.参赛选手在设定的时间内进行抢答，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的时间，并保持到主持人将系统清除为止。6.如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统红灯绿灯同时亮并禁止抢答，定时显示器上显示0。其工作原理为：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、编号显示示。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“开始三．总体方案的选择七段显示器译码电路锁存电路抢答开关（４个）主持人开关控制电路清

3、零开关555脉冲发生器七段显示器译码电路计数电路分计数电路如框图所示，首先裁判对电路清零后离开清零状态，同时计数电路置入到计时，此时抢答处于禁止状态，若此时有人抢答，判违规，显示号码并红灯亮。当宣布开始抢答时，抢答开关按下，计时开始，当选手成功抢答后，锁存器锁存选手号码，并将其状态送给译码电路，使七段数码显示器现实选手序号，同时锁存器的状态输入给四输入与非门，输出控制使其不在接受输入信号，达到抢答无效的目标，同时控制电路控制计时停止，显示信号灯亮。超时违规功能是这样完成的：当主持人按下抢答开关开始计时，若计时到10S未有人抢答，记时电路的两路进位输出通过与门的

4、输出与四输入与非门的输出经过一个与门电路，输出控制脉冲电路停止给计时电路输入脉冲，及时停止，此时若有人抢答，锁存器锁存选手号码，并将其状态送给译码电路，使七段数码显示器显示选手序号，信号灯亮，同时锁存器的状态输入给四输入与非门，输出信号控制锁存器不在接受输入信号，完成超时违规功能。智能抢答器系统主要由控制器、锁存器、译码器和秒脉冲信号发生器等器件组成。系统计时器是由74161组成，其中因为抢答时间为10秒，74161是4位二进制同步计数器，它具有异步清零，同步置数的功能。系统的脉冲发生源电路是由555脉冲发生器及一些电容电阻产生的，秒脉冲发生器是该系统中计时电

5、路的标准时钟信号源。系统的主控制电路是由一片7475及门电路组成。它是整个系统的核心，控制信号灯的工作状态及计数器的计数。系统的译码器部分是由两块7448组成，它的主要任务是将计数器的输出信号送给数码管显示。整个电路共由五部分组成，即主控电路。计数器，信号灯显示电路，倒计时显示电路及秒脉冲发生器。（由于所用仿真软件中没有74161，便以74163代替。他们的功能没有多大区别，功能引脚也很相似，只是74161是异步清零，而74163是同步清零。但本次设计实验中并未用到清零端，所以不影响实验结果。四、单元电路的设计1.主控电路：（1．）总体设计思路：首先裁判对电路

6、清零后立即离开清零状态，同时计数电路置入到计时初始值，此时抢答处于禁止状态，若此时有人抢答，判违规，显示号码并红灯亮。当宣布开始抢答时，抢答开关按下，计时开始，当选手成功抢答后，锁存器锁存选手号码，并将其状态送给译码电路，使七段数码显示器现实选手序号，同时锁存器的状态输入给四输入与非门7420，输出控制使锁存器不在接受输入信号，达到抢答无效的目标，我们通过75芯片的是能端EN的非和161芯片的Co的非的与来控制161的使能锻ENP从而达到停止计时的要求。显示信号灯亮。超时违规功能是这样完成的：当主持人按下抢答开关开始计时，若计时到10S未有人抢答，记时电路的两

7、路进位输出经与门的输出与四输入与非门的输出经过一个与门电路，输出控制脉冲电路停止给计时电路输入脉冲，及时停止，此时若有人抢答，锁存器锁存选手号码，并将其状态送给译码电路，使七段数码显示器显示选手序号，信号灯亮，同时锁存器的状态输入给四输入与非门，输出信号控制锁存器不在接受输入信号，完成超时违规功能。（2.）主控电路的电路图如下信号灯控制电路接地线脉冲发生器电源控制高位置端并通过与门控制低位置位端2.秒脉冲发生电路（1.）设计思路：时钟信号产生电路主要由555定时器组成多谐震荡器，产生稳定的脉冲信号，送到状态产生电路，状态产生电路根据需要产生一定的“0”、“1”

8、信号。电路输出矩形脉冲的周期T=0.7