青岛农业大学 多路智能抢答器 数字电子课程设计报告

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1、.青岛农业大学理学与信息科学学院数字电路课程设计报告设计题目多路智力抢答器设计学生专业班级学生姓名（学号）设计小组其他同学姓名（学号）指导教师完成时间2012.12.1实习（设计）地点信息楼2452012年12月3日...多路智力抢答器设计【摘要】：随着各种竞赛、文体娱乐活动的兴起，智力抢答器作为一种准确、公正辅助工具已被广泛的使用。它能准确、公正、直观地判断出抢答者。通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。而且随着数字科技的迅速发展，抢答器也向着数字智能化发展。数字抢答器由主体电

2、路与扩展电路两大部分组成：由优先编码电路、锁存器、译码器等组成的抢答部分；通过定时电路和译码电路组成的计时部分。抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警多重功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。【关键字】：抢答器锁存器报警电路译码电路一、课程设计的目的和任务1、设计目的：（1）熟悉智力竞赛抢答器的工作原理，掌握抢答电路、优先编码电路、锁存电路、定时电路、报警电路、时序控制电路、译码电路、显示电路及报警电路的设计方法。（2）结合课程中所学的理论知识，独立设计方案，达到

3、学有所用的目的。（3）学会查阅相关手册与资料，进一步熟悉常用的电子器件类型与特性，并掌握合理选用的原则，培养独立分析和解决问题的能力。2、基本功能：（1）设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0——S7。...（2）给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。（3）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

4、，并在LED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。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。3、扩展功能抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（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。参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，显示器上显示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。如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢

5、答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。二、分析与设计1．设计任务分析根据设计要求可以分析该多路智力抢答器可分成两大部分,分别是抢答部分这也是整个电路的主体部分，另外为抢答器的计数部分即扩展部分。而整个电路的原理框图如下：...图1由图1可看出抢答器的主体电路由选手的抢答按钮、优先编码器、锁存器、译码器、LED数码管、主持人控制电路及报警电路组成，其扩展电路由脉冲产生电路、定时电路及译码电路和显示电路组成。当抢答器工作时，主持人控制总按钮，主持人开启按钮抢答器清零、译

6、码器开始工作，声响电路发出报警表示抢答开始，同时计时电路开始30秒倒计时。当有选手按下抢答按钮后，控制电路是锁存器锁存各个抢答路的电平高低，发光二级管亮表示有抢答，从而锁存了第一位抢答者的抢答信号，同时切断其他抢答者的抢答信号，阻止其他选手的抢答。编码器将抢答结果译成二进制数送给下一级译码显示电路，译码显示电路显示抢答成功者的号码。声响电路可以发出提醒声响，定时电路有定时抢答功能，并能显示倒计时的时间。而且当定时时间到如果没有抢答，声响电路发出警告，同时译码器关闭，禁止选手再进行抢答。2、设计方案论证抢答部

7、分的设计抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是要使其他选手的按键操作无效。选用优先编码器74LS48和74LS297锁存器可以完成上述功能，其电路组成如图2所示。其工作原理是：当主持人控制开关处于“清除”...位置时，RS触发器的R端为低电平，输出端（4Q~1Q）全部为低电平。于是74LS48的BI=0，显示器灭灯；74LS48的选通输入端ST=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路

8、同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端S7...S0输入信号，当有选手将键按下时(如按下S7)，74LSl48的输出Y’Y’Y’=000，GS’=0，经RS锁存器后，74LS279处于工作状态，3Q2Q1Q=111，经74LS48译码后，显示器显示出“7”。此外，4Q=1，使74LS148的EI’端为高电平，74LSl48处于禁止工作状态，封锁了其它按键的输入。当按下的键松开后，74LSl48的为