电子课程设计智力竞赛抢答器

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1、智力竞赛抢答器一、选题依据（1）选题來源与依据：抢答器在单位团体的专业知识竞赛中使用，各类直播录播的演播室栏目、电视大奖赛，也有着广泛的应用，是调动现场观众参与热情，提高栏目档次与可看性、增强栏目互动性、方便栏目环节创意的有力工具。通过理论设计，查阅资料，选择元器件，实际动手安装、调试等过程，了解和掌握电子线路设计的一般方法。巩固和运用在电路与电子技术等课程屮所学理论知识和技能，提高设计能力和动手能力，为以后从事相关工作打下基础。（2）课题研究目的实际应用价值：1、巩固所学的知识，学会通过各种途径查找资料；2、能够把所学的理论知识联系实际，解决实际问题；3

2、、掌握抢答器的工作原理及其设计方法；4、通过实物制作，了解相关芯片市场情况、价格，掌握和关芯片的功能,锻炼动手能力及分析思考能力。二、设计要求及技术指标1.设计要求：在学生参加智力竞赛的时候，需要进行同组间的抢答。本设计要达到的冃的是按几个竞争者按下抢答器的时间先后来判断由谁来回答问题。当一个竞争者抢先按下抢答器时，其他竞争者的抢答器被锁定无法工作。只有当主持人打开或关闭总开关时，所有的竞争者的抢答器都不工作或工作。2.技术指标：（1）抢答器开关部分：此部分由四个开关组成。（2）信号选择部分：对信号的选择以时间的先后顺序为依据，哪一路信号先到达，就选择那一

3、个信号，同吋对其它后到的信号进行封锁即关闭对信号的接收。（3）时钟脉冲源部分：可为电路提供稳定的时钟信号，以保证电路的正常工作。三、电路结构及其工作原理1.屯路的结构框图：議电籍囂开选择霉烫电路图1装置电路结构图1.电路的原理图：图屮Ml为四D触发器74LS175N,属于电平触发的触发器，它具有公共置0端和公共CP端。M2为双与非门74LS20D；M3是由74LS00D组成的多谐振荡器;M4是由74LS74N组成的四分频电路,M3、M4组成抢答器电路中的CP时钟脉冲源。74LS20DU1BM2*1PRID1A4U8AU7ASf尹甲用罕*呈>1CLK7Q-1

4、CLPIDIQ>1CLK*1Q-KLR74LS72NLCD74FOODMlU274LS175NA图2抢答器电路的原理图M33.电路工作原理抢答开始时，由主持人清除信号，按下开关E,74LS175N的输出Q1〜Q4全为0,此时所有的发光二极管LED均熄灭，当主持人宣布“抢答开始”后，首先作出判断的参赛者立即按下开关，D型触发器接收该信号并输送出去，对应的发光二极管点亮，同时，通过与非门M2送出信号锁住其余三个抢答者的电路，不再接受其它的信号，其它三个LED不能被点亮。从而，可以确定最先按下按钮的选手获得答题权。最后主持人再次清除信号，进行新一轮的抢答。4.时

5、序控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：1）主持人将控制开关拨到“开始”位置时，等全部都灭，抢答电路和定时屯路进入正常抢答工作状态。2）当参赛选手按动抢答键吋，参赛选手抢答成功的二极管发光，抢答电路停止工作。3）无人抢答时，四个灯都不亮，同时抢答电路和定时电路停止工作。只有主持人将开关拨到“开始”位置时，抢答器才能开始新一轮的抢答。四、电路主要元件简介D型触发器下图为D型触发器的引脚，D型触发器动作特点为:（1）只有当CLK变为有效电平时，触发器才能接受输入信号，并按照输入信号将触发器的输出置成相应的状态。（2）在CLK=1的全部吋间里，S和R

6、状态的变化都可能引起输出状态的改变。在CLK回到0以后，触发器保存的是CLK回到0以前瞬间的状态1D1Q2D-1Q3D2Q4D3Q-CLR>CLK4Q~4QU174LS175N图3D型触发器引脚排列下表格为D型触发器的特性表，其屮，Q为触发器的初始状态，Q*为触发器的次态。LKDQQ*0X000X111000101011011111表格1D型触发器的特性表扩展功能这次电子设计的电路很常见，设计的电路功能并非十分的齐全，所以，我又查阅了一些资料，发现这个电路如果在改进的话，可以实现更加强大的功能。（1）抢答器如果再具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主

7、持人设定（如30s）o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。（2）参赛选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器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。（3）如果定时器抢答的时间己到，却没有选手抢答时，木次抢答无效，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00.五、课程设计体会：在设计之前，参考了许多相关的资料，从网络上下载了远离图。在设计中又参考了以前讲过的内容，有了基本的思路。但着手设计时，又出现了许多未预料到

8、的问题，例如元件的选择。在这次设计中我遇到的最大的困难就是我把各个