数字抢答器的设计(数电课程设计)

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1、数字电路课程设计一、设计任务和要求：1.抢答器同时供4名选手抢答，抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为10秒。当主持人启动”开始”键后，定时器进行计时(0〜9)。2.抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在数码管上显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。3.参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，绿灯亮，并保持到主持人将系统清除为止。4.在“抢答开始”命令发出后，超出规定时间无人抢答，

2、定时显示器上显示9,显示抢答人组号的数码管此时显示无用字符，且红灯亮。5.在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者序号:红灯亮。二、总体方案选择：工作原理如框图所示：接通电源后，主持人开关开始时接地处于禁止状态，编号显示器显示0,定时器显示时间(0)；此时，若有人抢答，为违规抢答,LED显示器显示其编号，并红灯警告.定时器显示不变;主持人将开关置“开始”端，宣布”开始”，抢答器工作，同时定时器计时,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。若在10秒内无人抢答，10秒到后抢答器

3、自动锁定，计数器停止计数，抢答无效，且红灯亮。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。数字抢答器框图：单元电路设计所用器材芯片数量芯片数量555一片74LS161一片74LS75一片74LS32一片74LS48两片74LS20一片74L04一片七段显示管两个74L08一片发光二极管2个74L000一个电阻6个电容:0.Oluf4.7uf各一个面包板一块该电路完成两个功能：一是分辨出抢答的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键,操作无效。工作过程

4、：开关S开始接地，锁存器输出端QI、Q2、Q3、Q4均为0,且开始时4个选手开关均接地。在主持人开关未与“开始“端相接前如有选手拨动开关则红灯亮同时数码管显示其号码。当主持人开关与“开始”端接通后，计时器开始计时，此刻选手拨动开关，显示器显示其号码,但锁存器此时锁定，其余输入均无效。锁存器输入锁存器输出D1D2D3D4~Q1~Q2〜Q3~Q41000011101001011001011010001111074006丄工12111098VCC4B4A4Y3B3A3YIA1BIY2A2B备7400247cD

5、ccBAYC22N222V31BNC忙1D1YGN1212111098■Yu1mH(Space)[Space][Spacel1QZID2D3C,4CVCC3D4D4CTr—tgpgceT7475ECLTBI/RBOZRBI?DA1C,2C7448OO1615141312CCOFOGOAOBOCOBOE±Vcc161514-13iedI22(2)、计时电路：此电路用一片74161来实现模10的计数器，用同步置数法来实现，当计数到00后，抢答无效。它从0000到1001,其状态转移图如下：、/o厂◄_-01

6、11、丿d0010124.5空6787448161514131211109124.5空6787448161514131211109116FI/BINDBCLBRDAGFI/BINDBCLBRDAGVCCOFOGOAOBOCODOEvccOFOGOAOBocODOECLRZ>CLKENPGNDVCCRC0QAQBQCQDENTLOAF74163121447874163ENPGNDCLRZ>CLK11101」912VCCRCOQAQBQCQDENTLOAF141210(2)脉冲发生电路：该电路是Itl555

7、定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为计数器的CP脉冲，由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频，所以采用555定时器构成的多频振荡器，电路图如下:+5V845C2_555(2)译码显示电路:f-I/BINDBCLBRDAMGVCCOFOGOAOBOCOBOE161513121097448(3)整体电路图:(6).波形图1.计时电路低位片4个输出的波形图:cp_n_n_n_n_n_n_n_n_n_n_n_qi0_1~LI-LI-1_Q2IIIQ3

8、nn_nnn111111；1111I

9、1I111111i11Q4I_2•计时电路高位片4个输出的波形图：QQ2Q3Q4四、实习心得:通过两周的实习，基本上达到了实验的目的，对数字电路基本知识更加熟悉，培养了独立分析问题和解决问题的能力，对各个元器件也有了更深入的了解。刚开始设计电路时觉得一点头绪也没有，只是觉得很难。不过在老师的指导下，我通过查资料，请教同学，在第一周内完成了电路的设计，并进行了仿真。第二周连接电路，虽然我很认真，但是我连的电路问题很多，有的是因为线接触不好，有