设计题目十智力竞赛抢答器

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1、《数字电子技术基础》课程设计设计题目十智力竞赛抢答器专业：自动化班级：080301姓名：李志辉2008017710孙鹏2008018720张丽业2008019930指导教师：蒲春华2010年7月3日——2010年7月9日抢答器是竞赛问答中的一种常用的必备装置，从原理上讲，它也是i种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序逻辑电路。一、设计目的1.掌握抢答器的设计方法。2.熟悉锁存器的应用。3.了解学习触摸开关和发声元件。二、设计指标(1)可供四组抢答，有人抢答时，蜂鸣器发声，同时优先抢答者对应的指示灯亮，而后抢答者对应的指示灯不亮。(2)主持人具有将抢答器复原的功能。(3)抢答者和主持人的

2、按钮开关采用触摸按钮，蜂鸣器用压电陶瓷蜂鸣器作发声元件。三、设计提示及参考电路1.抢答器的基本工作原理智力竞赛抢答器是用来判断哪一个预定状态首先发生的电路，图10-1所示是抢答器的原理框图，主要由开关阵列电路、触发锁存电路、显示电路几部分构成。图10-1抢答器组成框图开关阵列电路是由多路开关组成，竞赛者与开关相对应。触发锁存电路是当某一开关首先按下时，触发锁存电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息，同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱。显示电路即按钮开关按下时对应的指示灯亮。图10・2是用CMOS四D锁存器和门电路组成的四组抢答器。枪答开始前，抢答者的四个按钮S0~S3路均末按下，锁存

3、器CC4042的输入端D0〜D3都为0,主持人通过复位按钮S0使时钟端CL为1,因此锁存器清零，四个发光二极管均不亮：同时G1门输出为0,蜂鸣器不发声。CC4M2yQlQd<33_qclAAA.Ap843弋_3■)F

4、>—W~a—=>——2~_co—IRX4S4vdd图10-2四路抢答器原理图当有人抢答吋，例如按钮S1被按下，锁存器的D1输入端为1,对应的输出端Q1由0变为1,经CC4049反相后驱动对应的发光二极管发光；同时Q1，由1变为0,使G1门输出为1,蜂鸣器因此而发声，表示SI对应的选手优先抢答成功。G1门输出的高电平经过G2门后使CC4042的时钟端CL由1变0（此时主持人的按

5、钮S4已经断开），从而使其由接收状态转为锁存状态，禁止后抢答者的信号存入锁存器，因此即使其他选手再按下所对应的按钮也不起作用。1.触摸按钮图10・3是两种自制的触摸按钮的原理图。触摸开关是两块距离约为1mm彼此绝缘的小导体（如铜片），也可用两根距离约为1mm的裸导线组成。图（a）示所示电路，原始状态时非门G输出为高电平，当有人用手指触及两个铜片时,相当于两块铜片间串接一个等效电阻，使非门输出变为低电平；图（b）所示电路，原始状态时非门G输出为低电平，当人用手指触及两块铜片时，非门输出变为高电平。+^DD6・8MA11~—1>Uq[J6.8MG■■U)10-3触摸按钮(a)原始状态高电

6、平；(b)原始状态低电平1.单咅频咅响电路图10・4是用压电陶瓷蜂鸣器作发声元件的单音频音响电路。压电陶瓷蜂鸣器再适当信号驱动下能够发声，两个CMOS门电路与Rl、R2和C组成振荡器,当控制端电压UA为高电平时，振荡器产生振荡，输岀的高频信号驱动蜂鸣器发声；ua为低电平时，振荡器停振，蜂鸣器不发声。10-4单音频音响电路四、课程设计器件CC4042.74LS04、74LS20、触摸按钮、发声元件、发光二极管及导线等。六、智力抢答器的应用关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能

7、够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非常广泛。在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统來完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。抢答器在各种知识、智力竞赛中有很大的用处，他能准确、公正、直观地判断出第一抢答者，并通过抢答器的指示灯显示和警示蜂鸣等手段指示出第一抢答者。如今在很多的综艺节目中，更多的采用

8、大屏幕显示抢答者，渲染出更加激烈的比赛气氛，而且配合演播厅的整体效果，就要求抢答器也能提供多种接口，并抛弃传统的长长的蜘蛛网似的开关引线。现在广泛应用一种基于EDA技术的实用无线抢答器系统的设计方案，他采用超大规模逻辑器件CPLD来处理抢答器的逻辑，通过上位微机来完成声音和动画等效果。该系统的优点在于:反应快、安装简单、覆盖范围广、可扩展性强、使用效果更美观等。七、设计总结数电课程设计是培养学生综合运用所学知识，发现，提