数电课程设计：数字抢答器

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1、数字电子技术课程设计报告设计课题：数字抢答器专业班级:电气自动化技术1102学生姓名：徐颖娟0426110222指导教师：李艳萍设计时间：2013年1月3号—1月13号题目数字抢答器设计者徐颖娟张丽慧指导教师李艳萍摘要面临着信息时代，我们电子信息系的设计当然和当今社会发展需求有关。在电路调试中出现的问题及解决的方法，能够实现抢答器功能的方式有多种，可以采用前期的模拟电路、数字电路或模拟与数字电路相结合的方式。数字抢答器由主题电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将电路的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电

2、路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。通过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。关键词：抢答器电路；定时电路；报警电路；时序控制电路1.设计任务与要求：（1）抢答器同时提供4名选手参赛，分别用4个按钮表示。抢答时长为10秒。（2）输入抢答信号在“抢答开始”命令后的规定时间，显示抢答者的序号，相应的绿灯亮。在命令开始前抢答，显示违规者的序号，红灯亮。（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零为止。（4）参赛选手在设定时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作。显

3、示器上显示选手编号和抢答时间，并保持到主持人清零为止。（5）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效。红灯亮，并禁止抢答。定时器上显示0。2.方案设计与论证：下图为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态（即开关接地），抢答器处于禁止状态（四个选手处都接高电平），三灯俱灭且抢答电路中数码管显示7，倒计时电路中数码管显示9，（当主持人开关未开时有人抢答红灯亮，当主持人开关拨到'开始'状态即高电平且时间到而无人抢答则亮黄灯，主持人将开关拨到“开始’状态，宣布抢答器开始工作，定时器倒计时，在10秒内有人抢答则亮绿灯）选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、组

4、号锁存、组号显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时显示剩余时间。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。时间显示译码电路秒脉冲产生电路定时电路倒计时电路控制电路主控开关犯规与否电路锁存电路时间显示译码电路抢答开关优先编码电路3.单元电路设计与参数计算A倒计时部分3.1脉冲产生电路该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路，利用555以及一些电容和电阻实现，使每秒产生一个CP上升沿。555的3端输出的脉冲的宽度为：T=0.7*(4.7k+2*150k)*4.7*10e-6=0.5S，所时钟周期为2T=1S。图3.1.13.2倒计时电路当主持人按开始按键后，

5、置数端（/LD）接高电位，开始置数位0110，开始计数：0110、0111、1000……1111，加非门（即用74ls04芯片）后，即：1001、1000、0111、0110、0101、0100、0011、0010、0001、0000：（9~~0），实现倒计时功能；计数控制端ENP接进位端CO和四个选手按键的与，当有选手按键，或者倒计时结束（即实现进位）时，都能实现ENP端的低电平，此时，计数保持。图3.2.13.3时间显示译码电路图3.3.13.4七段译码器74LS48和数码管十进制输入/BI/RBO输出/LT/RBIA１A２A３A４abcdefg01100001111111011

6、x00011011000021x00101110110131x00111111100141x01001011001151x01011101101161x01101001111171x01111111000081x10001111111191x100111111011图3.4.1数码管符号图：图3.4.23.5倒计时部分电路设计为：图3.5.1B、抢答锁存部分1.选手开关此电路由4个开关组成，四位抢答者通过开断各自的开关开关实现抢答，给编码器输入高低电平，其中低电平为有效抢答信号。2、主持人开关此电路由1个开关和一个1kΩ的电阻组成，主持人通过开断开关控制整个电路开合。3、抢答部分电路

7、选用优先编码器74LS148、锁存器74LS75和74LS48译码器来完成。该电路主要完成两个功能：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；是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：当选手开关S置于"清除"端时，锁存器74LS75的EN端输入为“1”，属于无效状态。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），锁存器74LS75的EN端为“0”，将数据锁存，其他选手若在按下时，仍