数电实习报告抢答器

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1、数字电子技术课程实习课题：四人智力竞赛抢答器电路设计与制作内容摘要在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器。通过抢答器的数显，灯光和音响等手段指示出第一抢答者。同时还可以设置定时、记分犯规及奖惩等多种功能。本设计采用手动抢答的方式，有人抢答后，系统自动封锁其他人的抢答按钮，使其不能再抢答，从而实现抢答功能。数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出，组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路。经过模拟

2、仿真，下载到开发板等工作后数字抢答器成型。关键字：编码电路；锁存器；译码电路。11第1章概述随着社会的不断发展，人们的生活水平也在不断的提高人们不断要满足物质上的要求，同时对精神上的追求也在不断的提高，现在的社会是一个娱乐的社会。现在各电视台的活动和课外活动都很多。人们在参加活动的时候都对审判有很多的意见，所以为了比赛的准确和公正，就需要有仪器的辅佐。智力竞赛抢答器就是一种活泼的有趣的供人们娱乐的游戏装置，通过抢答方式不仅能引起参赛者和观众的兴趣，而且能够提高参赛者的敏捷性，同时我们在参与中能够增加一些生活常识和科学知识，因此，在许多比赛活动

3、中为了准确，公正的进行每一场比赛，特别设置了一台具有显示第一抢答者并锁定、犯规警告等多种功能的抢答器，该设计针对各种要求设计出可供八名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器，适用于各大中小电视台，学校等单位举行的智力竞赛。数字电路组成的数字系统工作可靠，精度较高，抗干扰能力很强，所以智力竞赛抢答器的设计就有数字电路来控制。11第2章四人抢答器电路原理及设计2.1设计任务和要求：一．设计目的1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。二、实验内容和要求设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。（1

4、）计一个智力竞赛抢答器，可同时供4名选手参加比赛，他们的编号分别是1、2、3、4，各用一个抢答按钮（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，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。（4）用555产生频率为1HZ的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。三、电路原理及设计电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码

5、及译码显示电路和LED产生电路组成。当有选手抢答时，首先锁存，阻止其它选手抢答，然后编码，在经4线7段译码器将数字显示在显示器上同时产生LED光。主持人宣布开始抢答，清零显示和LED。1.以锁存器为中心的编码显示电路抢答信号的判断和锁存可采用触发器或锁存器。若以四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统，编码的作用是把锁存器的输出转化为8421BCD码，进而送给7段显示译码器。抢答信号的锁存可通过D触发器的输出相“与”反馈门控制触发脉冲实现，当无人抢答时，4个D触发器的输出Q非相与，为“1”时，脉冲能够进入触发器，有一人抢答时，与门中有一

6、个变为“0”，使脉冲不能进入触发器，从而防止其他人抢答。锁存编码真值表如下所示：锁存器输出编码器输出Q4Q3Q2Q1DCBA000100010010001001000100100010002.脉冲产生电路：采用555可产生脉冲，电路可通过更改RC参数调整脉冲频率。3.LED电路的调试。11四、芯片管脚图1.图为74LS175芯片的管脚图：2.左图为芯片74LS00的管脚图，右图为芯片74LS20的管脚图：3.图为555芯片的管脚图：111.图为CD4511芯片的管脚图：5.数码管的管脚分布图：112.3、方案比较方案1：采用CD4511芯片作

7、为抢答信号的触发、锁存和译码输出。这样虽然比较简便，但实际在实现锁存功能时比较繁琐难实现。方案2：采用D触发器和译码器来完成抢答部分。虽然元件较多，但在实现锁存功能时可以简单的实现。经过对比两方案的优缺点，决定采用抢答信号锁存简单实现的方案2。然后利用软件Multisim来进行仿真调试，再进行逐步改进。2.4、单元电路设计及元器件选择该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示选手编号；二是要使其他选手随后的按键操作无效。其工作原理为：当主持人控制开关处于“清除”时，D

8、触发器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，输入的抢答信号无效。当主持人将开关拨到“开始”时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个Q非端与在一起为高电平，再和抢答