西安邮电学院数电课程设计16

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1、西安郵電學院数字电路课程设计报告书题目：数字抢答器系部名称：通信工程系学生姓名：顾建业（13）专业名称：通信工程班级：通工0502时间：07年12月10日至07年12月21日课程实践报告一课程设计题目：四路数字抢答器二任务和要求：1．设计一个竞赛抢答器，可同时供4名选手或4个代表队参加比赛，他们的编号分别是1，2，3，4各用一个抢答按钮，按扭的编号与选手的编号相对应，分别是S1、S2、S3、S4。2．给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（复位）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

2、，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。4．如果在主持人读题时，即开关打到“准备”时，如果有选手抢答，那么违规指示灯亮，显示此次抢答无效，并显示出违规抢答选手的编号。5．参赛选手在设定能够的时间内抢答，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。6．如果定时抢答的时间40s已到，却没有选手抢答时，时间显示器上显示00。如果有选手抢答，那么违规指示灯亮，显示此次抢答无效，并显示出违规抢答

3、选手的编号。7．所选器件要在实验室给定范围内，并尽量将器件数量限制在12个以内。三总体方案的选择定时抢答器的总体框图如下图所示，它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即有效抢答。开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能。如图所示的定时抢答器的工作过程是：接通电源时，节目主持人将开关置于“清零”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灯灭，定时显示器显示设定的时间40s，当节目主持人宣布抢答题目，此时若有选手抢答则违规指示灯亮，主持人宣布违规

4、，并此题作废，进行下题。主持人宣布抢答题目后，说一声“开始”，此时将开关拨到“开始”位置，抢答器处于工作状态，定时器开始倒计时，当定时时间到，若有选手抢答则违规指示灯亮，主持人宣布违规，此题作废，进行下题。当参赛选手在有效的时间内抢答，抢答有效，抢答器要完成以下三项工作：1.优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并有锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；2.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；3.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。抢答按钮优先编码电路锁存

5、器译码电路主持人控制开关控制电路定时电路显示电路秒脉冲产生电路译码电路显示电路四单元电路的设计1.抢答电路设计抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，共译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用D锁存器74LS75可以完成上述功能。其工作原理是：以锁存器为中心的编码显示电路，此电路以D锁存器74LS75为中心的编码锁存系统，编码器是把锁存器的输出转化成8421BCD码，进而送给7段显示译码器。真值表如下：锁存器输入锁存器输出D1D2D3D4~Q1~Q2~Q3~Q4100001110100101

6、10010110100011110译码器输入译码器输出A3A2A1A0Y000110010200113010042.定时电路设计选用74LS161设计成模40的倒计数电路，由两个74LS161计数器加非门通过置入法实现的。高位芯片I的CTP端和低位芯片II的CO端连接，高位的CR、CTT以及低位的CR、CTT、CTP都接1，高位的D3D2D1D0和低位的D3D2D1D0分别接1100和0110。当CP脉冲到来时低位置入0110，此时通过非门在数码管上显示9，计数器开始计数，当计数计到1111时CO为1，高位CTP=CO=1且LD=CO非

7、=0，高位开始置入，同时CO经非门与低位LD相连且为0低位置入。在下个脉冲来时高位低位同时开始计数，当各计一位后低位CO=0，高位CTP为0高位开始保持，低位继续计数，此时计数器通过非门显示正好相反，实现了倒计数。倒计时电路的真值表如下：输入输出显示字符D3D2D1D0abcdefg0000111111000001011000010010110110120011111100130100011001140101101101150110001111160111111000071000111111181001111001193.违规电路设计当

8、主持人读题时即开关打到“准备”时，若有人抢答则违规指示灯亮。此时抢答电路工作，定时系统不工作。当主持人读完题目开关打到“开始”时，计数器和抢答电路同时工作，此时若有人抢答，显示选手号并且计数器停止倒计数保持