路抢答器课程设计报告

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1、绪言为了加深对数字电子技术课程理论知识的理解，有效地提高动手能力，独立分析问题、解决问题能力，协调能力和创造性思维能力，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。现设计一个四人智能抢答器，通过电路的设计、安装、调试、整理资料等环节，初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。四人智力竞赛抢答器一、设计任务与要求1．设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。由主持人控制，抢答前锁定抢答器，抢答时开启电路；用发光二极管LED显示哪个选手抢到。2．设计要求（1）4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮和发光二极管，按钮和发光二极管

2、的编号都与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。（2）给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。（3）抢答器具有数据锁存功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。、电路原理分析下图为供4人用的智力竞赛抢答装置电路，用以判断抢答优先权。图中F1为4D触发器74LS175，它具有公共置0端和公共CP端；F2为双4输入与非门74LS20；F3是由74LS00组成的多谐振荡器；F4是由74LS74组成的4分频电路。F3，F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源。抢答开始时，由主持人清除信号，按

3、下复位开关S5，74LS175的输出Q1~Q4全为0，所有发光二极管LED均熄灭。当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F26送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。四人智力抢答器原理图三、电路设计与单元电路分析1.电路设计电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时间脉冲电路、抢答鉴别电路和显示电路组成。6选手开关触发锁存电路主持人开关抢答鉴别电路显示电路时间脉冲源2.单元电路分析（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

4、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）触发锁存电路此电路由4D触发器74LS175组成。它具有以下功能：1.清零功能(用集成触发器清除端实现，由主持人输入手动负脉冲控制)。2.四个抢答键控制功能(有按键实现)。3．显示功能(用数字逻辑实验箱中的发光二极管实现。4.脉冲信号控制功能(由主持人输入手动正脉冲控制)。其功能表如下：（4）时间脉冲电路此电路由74LS00组成的多谐振荡器和74LS74组成的4分频电路组成。其中，74LS00的内部结构图和真值表如下：6真值表：Inputs输入输出ABYLLHLHHHLHH

5、HL74LS74的内部结构如下：（5）抢答鉴别电路此电路由双4输入与非门74LS20组成，用以鉴别灯的亮与不亮。其内部结构和真值表如下：6（6）显示电路此电路由四个发光二极管LED和四个100Ω电阻串联组成，当哪个选手抢答到，则其对应的发光二极管亮。四、总原理图及元器件清单1．总原理图（见上原理图）2.Multisim仿真图如下：6此图为一号选手抢答到时的情况3．元件清单名称元件序号型号主要参数数量4D触发器U174LS1751输入与非门U274LS201多谐振荡器U374LS001分频电路U674LS741普通电阻R1~4100Ω4普通电阻R51kΩ1三相开关J1~55名称元件序号型号主要参

6、数数量普通电容C10.1μF1续上表发光二极管LED1~4红色4导线若干万能板1五、结论与心得此次设计我们得到的最终结论如下：抢答开始时，由主持人清除信号，按下复位开关，所有发光二极管LED均熄灭。当主持人宣布“抢答开始”后，首先做出判断的参赛者立即按下开关，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门F2送出的信号锁住其余3个抢答者的电路，不再接受其他信号，直到主持人再次清除信号为止。此次设计圆满完成，但也有不足之处。例如，当其中的一个开关出现故障时（如短路），主持人开关电路将不能清零。通过此次设计，我们进一步加深了对数字电路知识的认识与理解，掌握了四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。更

7、加熟练的运用仿真软件，并学习了运用软件测试、调试、改进电路。培养了独立思考、分析、解决问题的能力，并培养了我们的动手能力。最后，我们要感谢老师的指导，谢谢。6