数字电子线路课程设计---数字抢答器

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1、衡阳师范学院物理实验报告册实验课程数字电子线路课程设计系别：物理与电子信息科学系2011级电工（信）1（2）班姓名学号2013年6月8日12题目：数字抢答器作者:指导老师:陈列尊、李志强方案设计（30分）实验操作(40 分)实验报告（30 分）总分科学性(10分)规范性(10分)创新性(10分)实验能力(36分)仪器设备（4 分）实验报告（30分）注：90分以上为优，80—89为良，70—79为中，60-69为及格，60分以下为不及格评语:等级:设计要求1、基本部分⑴设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或者8名代表参

2、加比赛。⑵给主持设置一个开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器的开始。⑶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，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。2、发挥部分⑴抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以有主持人设定，（如30S）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续时间0.5S左右。⑵参赛选手在设定的时间内

3、抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示的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。12一、方案设计1、抢答电路的设计设计电路如图1所示。电路选用优先编码器74LS148和锁存器74LS279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

4、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74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，CTR＝１，使74LS148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。如有再次抢答需由主持人将S开

5、关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。74LS148为8线－3线优先编码器。图1抢答电路图抢答电路采用的方案所需要的元件清单如表1所示：表1:抢答电路元件清单:元件名称型号规格数量(个)电阻10KΩ9数码管共阴1芯片74LS148174LS279174LS481开关9发光二极管1122、倒计时电路的设计该部分主要由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2所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到

6、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的难易程度，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；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，输出低电平到时序控制电路，同时以后选手抢答无效。图2倒计时电路图倒计时电路采用的方案所需要的元件清单如表2所示：表2:倒计时电路元件清单:元件名称型号规格数

7、量(个)芯片555174LS04174LS192274LS247274LS111电容0.1uF110uF1电阻68KΩ115KΩ11KΩ1数码管共阴2发光二极管112二、电路结构及工作原理1、抢答电路模块参考电路如图3。图3抢答电路图12⑴本部分电路应用到三块芯片74LS184、74LS279、74LS247，其功能分别为编码、锁存、译码。该部分结构框图如图4所示。清零选手抢答按钮译码电路锁存器优先编码电路显示电路主持人控制开关图4抢答电路结构框图⑵该部分电路完成两个功能：①分辨出选手抢答的先后，同时译码显示出选手的编号

8、，并锁定最先抢答的选手的编号。②禁止其他选手抢答。③该部分电路工作原理，以S7为例。当开关SW—SPST闭合时，锁存器所有R端为0，锁存器清零，锁存器输出端Q为0。译码器SN74LS247的BIRBO为0，编码器不工作，数码管无显示。当开关SW—SPST闭合后断开，抢答器处于等待工作状态。此时锁存器的R端为1，在没有