《八路抢答器》课程设计报告

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1、天津职业技术师范大学电子工程学院《八路抢答器》课程设计报告同组学生姓名（学号）：李启航、邢芳芳、张申、张旋班级：电气信息1006班任务分工：李启航：设计电路、购买器件、焊接及测试电路邢芳芳：查阅搜集相关资料及各个器件原理及引脚连接张申：焊接电路、参与电路设计、画实物电路引脚图张旋：模拟电路及撰写课程设计报告设计时间：2012年05月14日——20102年05月18日指导教师：刘卫华、苗红宇-26-目录一、课程设计的目的与要求………………………………3二、方案论证选择…………………………………………3三、原理设计………………………………………………4四、方案实现与测试………………

2、………………………12五、原件清单………………………………………………18六、收获体会和建议………………………………………19七、主要参考文献…………………………………………20八、附录一…………………………………………………21九、附录二…………………………………………………21-26-一、课程设计的目的与要求通过八路数字抢答器的设计实验，要求学生回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验，掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法，熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555电路、译码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。达到数

3、字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光或音响等多种手段指示出第一抢答者。（1）设计制作一个可容纳8组参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。（2）电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人系统发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答者的组别，同时指示灯(发光二极管)亮。此时，电路应具备自锁存功能，使别组的抢答开关不起作用。（3）若超时仍无人抢答，则报警指示灯熄灭。二、方案论证选择方案一：抢答器各部分采用中小规模集成数字电路，用机械开关按

4、钮作为控制开关，完成抢答输入信号的触发。该方案的特点是中小规模集成电路应用技术成熟，性能可靠，能方便地完成选手抢答的基本功能。它由主体电路和扩展电路组成。主体电路完成基本抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手编号，同时封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答功能，报警功能等。方案二：采用STC89C52单片机作为控制中心，抢答器可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。-26-当主持人宣布抢答开始的时候，按下开始按钮，此时电路进入抢答状态，选手的输入采用了扫描式的输入，之后把对应的信息送往单片机，再由单片机输出到显示输出电路中，此时有人第一按下相

5、应的抢答按钮，经过单片机的按钮选择，在八段显示器上显示相应的号码，并锁存，并禁止其他按钮的输入。方案选择：虽然单片机具有很灵活的编程性，但由于我们还没开设单片机的学习，我们对其不能熟练操作，而且数字电路的制作方案比较容易实现并且原理方面比较简单，所以我们选择了方案一，运用所学数电及其相关知识解决相关问题。三、原理设计3.1总体方案设计3.1.1设计思路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。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。当电

6、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。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8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表示“已有人抢答”；当计时时间到，仍无组别抢答，则计时指示灯灭表示“时间已到”，主持人清零后开始新一轮抢答。3.1.2总电路框图-26-图3-1总电路框图3.2各模块设计方案及原理说明3.2.1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，同时有相应发光二极管点亮和数码显示。使用优先编码器74LS148和锁存器74

7、LS297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。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74L