数显抢答器的设计与制作邓敏

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1、鄂州职业大学毕业设计（论文）课题名称：数显抢答器的设计与制作系部名称电子电气系专业班级应用电子班指导教师汪建立学生姓名邓敏完成时间：2011年3月8日至2011年5月20日初稿时间：2011年5月10日定稿时间：2011年5月20日13目录1、设计电路功能的要求2、设计电路原理框图3、电路逻辑原理图及工作原理4、各单元电路原理及逻辑设计5、电路安装与调试说明6、对电路的改进意见7、收获体会及建议8、设计参考资料131设计电路功能要求要求设计一个八路数显抢答器，抢答器具有数据显示功能。系统外没有清除/开始键，由主持人控制，数字抢答器具有30S内抢答有

2、效功能。本设计采用中小规模集成电路实现。1、抢答器同时供8名选手或8个代表比赛，分别用8个按钮S0—S7表示2、设置一系统清除/开始控制开关，该开关由主持人控制。3、抢答器具有数据锁存和显示功能。即抢答者按动本组按键，组号应立即在LED显示器上显示，并封锁其他组的按键组号，同时扬声器发出报警声提示。选手实行优先锁存。优先抢答选手组号一直保持到主持人将系统清除为止。4、数字抢答器定时为30S内进行，当主持人启动“开始”键，30S定时器开始工作，同时扬声器发出短暂的声响。5、抢答器在30S内进行抢答，则抢答有效。如果超过30S定时，无抢答者，则本次抢答

3、无效。系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。2设计电路原理框图如图1所示为总体方框图。3电路逻辑原理图及工作原理如图3-1所示为电路逻辑原理图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布“开始”抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。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、扬声器提示。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”状态开关。134、

4、各单元电路原理及逻辑设计4．1抢答器电路如图4-1所示为必做实验电路参考图。电路选用优选编码器74LS148和锁存器74LS297来完成。该电路主要完成两个功能；一是分辨出选手的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；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74LS48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，74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1，RBO=1，七段显示电

5、路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经译码显示为“5”。此外，CTR=1，使74LS48优先编码工作标志端=1，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍为CTR=1，使优先编码工作标志端=1，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性，如有再镒抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后再进下一轮抢答。13图4-1抢答器电路图4.2拓展实验电路参考图如图4-2为拓展实验电路。该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电

6、路、74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。具体电路如图3-1所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供；74192的预置数控制端实现预置数，由节目主持人根据抢答题目难易程度提供，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管DPY=7-SEG上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果有人抢答，且倒计时时间到时，输出低电平到时序电路，控制报警电路报警，

7、同时以后选手抢答无效。134．3集成器件引脚功能及真值表74LS192引脚排列及功能表13131313135、电路安装与调试说明（实验中遇到问题及解决办法及所采取的措施）由于我们只在接触面包板的机会少，对它的性能不是很了解，不能很好的运用它，实验中遇到了很多困难，不过经过学习我们对面包板有了很好的了解，而且能够运用它。实验中出现了一下问题：当我们连接好电路时，发现共阴数码管BS201并不显示数字，二极管也不发光，开关也接错了。解决方法：经过检查发现电路中所有芯片的没接+5V和0V。我们把各芯片的+5V引脚接上+5V，把接地引脚接地，把开关接正确。解

8、决上面问题后共阴数码管BS201能显示数字，二极管也能发光，可是数码管只能显示数字0、2、4、6；解决方法：我们再次检查电