数字定时抢答器设计报告

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1、电子技术课程设计报告书题目：数字定时抢答器姓名：黄祖勋学号：093521077指导老师：范素勤设计时间：2010年3月19号—4月23号电子与信息工程学院目录1、设计任务与要求12、设计原理与电路12.1总体框图12.2单元电路的设计22.3定时抢答电路的整机电路图63、组装与调试64、设计总结85、主要元件资料96、附录127、参考文献14数字定时抢答器　　　　　　　　　　　　　　　　电子技术课程设计数字定时抢答器1、设计任务与要求1.设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队比赛，他

2、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对应2.设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。3.抢答器具有锁存与显示功能。抢答开始后，若有选手按动即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。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除为止。4.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出

3、短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。5.参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。6.如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。2、设计原理与电路2.1总体框图如图1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布开始，抢答器工作，定时器倒计时，扬声器给出声响

4、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、定时器显示剩余时间。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。14数字定时抢答器　　　　　　　　　　　　　　　　电子技术课程设计主持人控制开关显示电路译码电路抢答按钮锁存器优先编码电路主报警电路体控制电路电路扩显示电路译码电路定时电路秒脉冲产生电路展电路图12.1单元电路的设计(1)抢答器电路设计电路如图2所示。电路选用优先编码器74LS148和锁存器74

5、LS279来完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的、端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端＝0，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，1Q=1,=1,七段显示电路74LS48处于工作状态

6、，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，1Q＝１，使74LS148优先编码工作标志端＝１，74LS148处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开时，74LS148的为高电平，但由于1Q的输出仍维持高电平不变，使优先编码工作标志端＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。14数字定时抢答器　　　　　　　　　　　　　　　　电子技术课程设计图2数字抢答电路（2）定时电路原理及

7、设计：该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和2个7段数码管及相关电路组成。具体电路如图3所示。两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74LS192的预置数控制端实现预置数，由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管D

8、PY_7-SEG上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，同时以后选手抢答无效。14数字定时抢答器　　　　　　　　　　　　　　　　电子技术课程设计图3定时电路（3）报警电路由555定时器和三极管构成的报警电路如图4示。其中NE555构成多谐振荡器，振荡频率＝1.43／［（R1＋2R2）C1］，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为时序控制电路输出的控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电