数字电子技术课程设计报告-多路智力竞赛抢答器设计

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1、目录摘要11、方案选择21.1实现方案21.2采用数字电路22、基本原理电路42.1原理与分析42.2原理框图43、电路元件的选择及参数53.1〈74LS148〉53.2〈7447〉63.3〈555〉83.3.1NE555构成的单稳态触发器103.3.2NE555构成的多谐振荡器104、电路设计及仿真124.1单元电路设计124.1.1抢答器电路124.1.2报警电路134.2整体电路145、仿真分析155.1抢答电路仿真156、收获、体会和建议17197、元器件清单188、主要参考资料191919摘要数字电子技术已经

2、广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术的发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，数字电子逻辑课程设计的进行使我们有了这个非常关键的机会。抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，它的发展也是比较快的，从一开始的光具有抢

3、答锁定功能的一个电路，到现在的具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能的技术合并，这就可以说明其多种功用及发展的快速。当今智力竞赛抢答器、有锁定功能抢答器、多功能智力抢答器……可以说是多不胜数。抢答器适用于各类知识竞赛、文娱综艺节目，尤其是在电视上的各种知识竞赛，除了可以把各抢答组号、违例组号、抢答规定时限、答题时间倒计时/正计时在仪器面板上显示外，还可外接大屏幕显示屏显示给赛场与观众，活跃现场气氛，便于监督，公平竞争；有的抢答器功能还被用在电脑游戏

4、的抢占上，谁快谁就有奖；有的小型的还可用来训练小孩的反应能力。本报告先分析了抢答器的各种方案并选择了合适的一种，再阐述了总体电路原理。对本设计中的各芯片功能进行介绍，分析其在电路中的用途。单元电路设计以及总体电路设计进行仿真并进行仿真结果分析。关键字：抢答器；复位；显示；报警19多路智力竞赛抢答器设计1方案选择1.1实现方案抢答器的设计方案种类很多，可以用单片机来完成，它的功能强大制作简单，并且外围的元件也很少；也可以用可编程逻辑器件PLC来实现，他的制作也是比较简单；最后也可以用数字电路来实现，它的原理比较简单，集成

5、块的价格也比较便宜且很容易购买，与我们所学内容联系紧密，能将我们所学知识用于实际，对巩固所学知识有重要意义，对我们掌握集成芯片逻辑功能的应用有很大帮助，另外有一些成型电路，如NE555标准秒脉冲电路等，使设计更加方便快捷。1.2采用数字电路定时抢答器的总体框图如图1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。抢答按钮优先编码电路锁存器译码电路显示电路节目主持人控制开关控制电路报警

6、电路主体电路图119图1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“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，当节目主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给出声响提示，抢答器处于工作状态。当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：①优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；②扬声器发出短暂声响，提醒节目主持人注意；③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；④控制电路要使显示电路保持工作，并

7、保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。192、基本原理电路2.1原理与分析其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到"清除"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯；主持人将开关置开始"状态，宣布"开始"抢答器工作，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。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。2.2原理框图抢答按钮优先编码

8、电路锁存器译码电路显示电路节目主持人控制开关控制电路报警电路主体电路图2.2.1193、电路元件的选择及参数3.1〈74LS148〉8线-3线优先编码器74LS148图3.1.174LS148引脚图输入输出EII0I1I2I3I4I5I6I7A2A1A0GSEO1xxxxxxxx11111011111111111100xxxxxx