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时间:2019-06-21
《八人抢答器的课程设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《数字电子技术基础》课程设计题目:八路抢答器11一、计设计任务及要求:1.设计多路竞赛抢答器2.抢答器至少控制6人抢答;3.设置一个主持人控制开关,控制抢答器的开始与清零;4.抢答器具有锁存和显示第一个抢答者的编号,并禁止其他人抢答的功能;5.具有30秒倒计时显示抢答的时间控制,时间到禁止所有人抢答;二、方案设计及论证:抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0~S7表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由老师控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即学生按动按钮,锁存相应的编号,并在LED数码管上显示。学生抢
2、答实行优先锁存,优先抢答学生的编号一直保持到老师将系统清除为止。抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由老师设定(如30秒)。当老师启动"开始"键后,定时器进行减计时。学生在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示学生的编号和抢答的时间,并保持到老师将系统清除为止。如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统禁止抢答,定时显示器上显示00。 设计方案简述1.定时抢答器的总体框图如下图所示,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,当学生按动抢答键时,能显示学生的编号,同时
3、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。2.定时抢答器的工作过程是:接通电源时,老师将开关置于“消除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯,定时器倒计时,当定时时间到,却没有学生抢答时,系统报警,并封锁输入电路,禁止学生超时后抢答。当学生在定时时间内按动抢答键时,抢答器要完成以下四项工作: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;控制电路要对输入编码电路进行封锁,避免其他学生再次进行抢答;控制电路要使定时器停止工作,时间显示器上显示剩余的抢答时间,并保持到老
4、师将系统消零为止,当学生将问题回答完毕,老师操作控制开关,使系统回复到禁止工作状态,以便进行下一轮抢答。11三、系统分析与设计(一)抢答器电路设计1.抢答电路的功能有两个:一是分辨学生按键的先后,并锁存抢答者的编号,供译码显示电路用;二是是其他学生的按键操作无效。选用优先编码器74LS147和RS锁存器,74LS373,74LS192可完成上述功能。译码电路选用74LS48芯片具体电路如图1所示,其工作原理为:2.当老师控制开关处于“清除”位置时,RS触发器R为低电平,输出端(4Q~1Q)全部为低电平。于是74LS48的BI=0
5、;74LS148的选通输入ST=0,74LS148处于工作状态,此时锁存器电路不工作。当老师开关拨到开“始位”置,优先编码电路和锁存电路同时开始工作,等待输入信号I7,···,I0。当有学生按下键时,74LS148的输出Y2Y1Y0=010,Yex=0。经RS锁存器后,CTR=1,BI=1,74LS373处于工作状态,4Q3Q2Q=101。经过74LS48译码后,显示器显示学生编号。此外,CTR=1,是74LS148的ST为高电平,74LS148处于禁止工作状态,封锁了其他学生按键的输入。当按下的键松开后,74LS148的Yes
6、为高电平,但由于CTR维持高电平不变,所以74LS148仍处于禁止工作状态,其他学生的输入不会被接收,保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。抢答完后老师使抢答电路复位,以便进行下一轮抢答。3.七段数码管显示器74LS48——测试灯输入端。=0(低电平有效)且=1时,Ya-Yg输出均为1,显示器七段应全亮,否则说明显示器件有故障。正常译码显示时,应处于高电平,即=1。——双重功能端。此端可作为输入信号端又可以作为输出信号端。作为输入端时是熄灭信号输入端,利用端可按照需要控制数码管显示或不显示。当=0时(低电平有效),无论A3A
7、2A1A0状态如何,Ya-Yg均为0,数码管不显示。当该端作为输出端时是灭零输出端,当=0,且A3A2A1A0=0000时,=0。——灭零输入端。该端的作用是将数码管显示的数字O熄灭。当=0(低电平有效)、且A3A2A1A0=0000时,Ya-Yg均输出0,数码管不显示。其功能和引脚如图所示:114.74LS147优先编码器功能优先编码器在同一时间内,当多个输入信号请求编码时,只对优先级别高的信号进行编码的逻辑电路,常用的集成优先编码器有74LS147(8线----3线)其原理图和功能真值表如图:74LS147优先编码器真值表5
8、.555定时器振荡器是计时器的核心,振荡器的稳定度和频率的精确度决定了计时器的准确度。一般来说,振荡器的频率越高,计时精度就越高,但耗电量将越大。所以,在设计电路时要根据需要而设计出最佳电路。在本设计中,采用的是精度高的,由集成电路555与RC组成的多谐振荡器。
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