智能抢答器设计

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1、题目：四路智能抢答器一、设计目的1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。2、培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。二、技术指标（1）基本功能：1.在主持人宣布下，四组参与抢答。（此时组号无显示）。2.当有抢答者首先按下抢答开关时，相应显示灯亮并伴有声响（间断）、

2、并且显示其组号和当前时间。同时，抢答器不再接收其它组的抢答干扰。3.电路具有时间控制功能。要求在限定时间9秒后无人抢答时，该题作废，用声响提示（间断）。（2）增加功能：无人抢答时，可以显示顺计时的时间。三、元件清单元件电阻电容芯片开关LED灯其他型号7.5k0.01u10u74LS175、74LS20、74LS00、74LS148、74LS48、74LS04、555、74LS160滑动开关红色蜂鸣器、共阴数码管、BCD数码管数量2各1各154各1四、电路框图CP模块抢答模块显示模块声音模块倒计时模块123564注：1.给抢答模块CP信号2.控制组号显示

3、3.控制声音模块抢答后报警4.控制声音模块计时到后报警5.计时到后控制抢答模块不能抢答6.启动、暂停计时五、单元电路的设计81.CP模块工作原理：该模块为由555定时器构成的多谐振荡器。参数计算：T1=(R1+R2)Cln2、T2=R2Cln2，电路的振荡周期为T=(R1+2R2)Cln2。当如图选用R1=7.5K、R2=7.5K、C=10uF，由T=(R1+2R2)Cln2≈0.1575s即f≈6.3Hz。注：该模块是产生给抢答模块的CP信号，产生的CP信号对占空比没什么要求，频率只要适当大，使之可以即时反应抢答者的按下动作就可以了。2.抢答模块8工

4、作原理：四D触发器74LS175输出端Q0~Q3控制led灯显示，输出端P0~P3控制显示模块显示组号，P0~P4与非后产生SHOW信号控制显示模块中74LS48的BI/RBO，使48可以接受输入，这就完成没人抢答或复位时无显示的功能。将与非后的信号再非一次后产生HOLD信号，该信号用于控制声音模块报警和停止计时。HOLD和TIMEOUT相当与使能端控制CP的输入，以此达到有人抢答后其他人无法抢答和计数到时不许再抢答的功能。抢答模块功能表3.显示模块工作原理：该模块为组号显示模块，由74LS1488线-3线八进制优先编码器将4路信号编译成3位二进制数，

5、再由74LS48七段共阴数码驱动器控制共阴数码管。由抢答模块的SHOW信号控制模块中74LS48的BI/RBO使数码管在没人抢答或复位时无显示。4.声音模块8工作原理：由74LS20、74LS00构成的门电路接收抢答后报警信号HOLD和计时到报警信号TIMEOUT。一接受到两者中的一个就打开1HzCP信号进入的控制端，使蜂鸣器间断发声。5.倒计时模块工作原理：由74LS160十进制计数器计数，其输出端驱动BCD数码器。160的进位输出反相信号TIMEOUT控制1HzCP信号的输入，即计数到9时不会倒回0再计时，也控制计数到时抢答模块不许再抢答同时声音模

6、块块报警。160的ENP（CEP）接收HOLD信号以停止计时。160的MR接收抢答模块的RESET信号，当抢答模块复位时160也复位。六、调试方案1.先将抢答模块接好先，这时的CP信号可以先接到实验装置上的1KHz信号，TIMEOUT信号接高电平，接好线，测试可否正常抢答，1~4抢答开关断开时对应的LED是否显示正常，抢答后其他人能否抢答和复位是否正常。2.接上显示模块，测试可否显示对应组号，未抢答时和复位有无显示。3.接好CP模块，代替接到实验装置上的CP，测试是否有产生信号，是否可以使抢答模块正常工作。4.接上倒计时模块，将TIMEOUT信号线连接

7、好，测试能否计时，计时到时是否不会继续计时，计时到时时抢答模块是否还能抢答，抢答后是否还计时及复位后计时是否重新计时。5.接上声音模块，测试抢答后及计时到时后是否有间断报警声。6.对整个电路的功能测试一遍。七、总电路图8八、问题及解决807/12/09问题：实验指导书给出的抢答器模块仿真失败，认为实验指导书给出的抢答器模块有问题。1.修正74LS20输入端由Q非为Q端，实现与非功能。2.复位后因CP被锁无法工作的问题。解决：使复位端控制新增的由门电路组成的使能端。完成各模块初步设计。07/12/10问题：抢答后仍计时问题。解决：由74LS175的输出的

8、门电路对倒计时模块中门电路控制。07/12/11问题：抢答模块有时没复位问题。解决：将复位的控