三路抢答器课程设计.doc

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1、目录1．概述11.1任务要求11.2工作原理21.3电路组成原理框图22．系统总体方案设计22.1设计容22.2控制电路设计32.3锁定器电路设计42.4定时电路设计42.4报警及二极管发光提示电路设计53．元器件选型73.174LS175触发器73.2NE555定时器83.374LS192同步减法计数器103.474LS48显示译码器123.574LS121单稳态振荡器153.6电路设计中所用元器件清单164.心得体会17参考文献18附录19摘要：抢答器几乎是每个娱乐节目的必备工具，抢答器最核心的部分是自锁部分，即当其中任一个选手抢答成功后，其他选手将不能抢答，本设计方案是用三路抢答

2、器的二极管电路和响铃电路提示选手抢答成功，主持人按下开始健，响铃提示抢答开始，并且定时器电路通过７段显示器显示抢答倒计时时间。1．概述1.1任务要求设计一台可供3名选手参加比赛的三路抢答器。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器响1秒。选手抢答时，其座位前的指示灯亮，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。(1)3名选手编号为：1，2，3各有一个对应编号的抢答按钮.(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统的复原和抢答的开始。(3)抢答器具有数据锁存和灯光显示响铃提示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，该选手编号立即锁存，其前面的指示灯亮，同时扬声器给出音响提示

3、，封锁输入编码电路，使其他选手抢答无效。(4)抢答器具有9秒的抢答时间。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。参赛选手在设定时间9秒抢答有效，抢答成功，指示灯亮扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。(5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续1秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。(6)本设计采用555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。1.2工作原理抢答器

4、的核心设计为抢答模块，抢答模块的主要功能是自锁，即主持人将开关置“开始”状态，宣布开始抢答后，一旦有一个选手首先按下抢答按钮，其他两位选手将无法抢答，同时指示灯亮响铃响，并且开始抢答时间的倒计时，可以用LED数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。抢答时间设定9秒，报警响声持续1秒。抢答结束后主持人将开关拨到“复原”状态，抢答器处于禁止状态，定时器显示设定时间(9s).1.3电路组成原理框图锁存电路抢答按钮触发器发光二极管提示电路主持人控制开关控制电路报警电路脉冲产生电路定时电路译码电路显示电路　　　　　　　　　　　　　　图１－１2．系统总体方案设计2.1设计容当主持人宣布开始，定时电路开

5、始秒脉冲电路的作用而进行倒记时，并通过译码器在显示器中显示。报警电路给出声音提示。当选手首先按某一开关键时，可通过触发锁存电路被触发并锁存，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，最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。另外本设计中若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果可能是它们中的任一个产生有效输出,设计中采用控制电路、定时器和译码器来显示倒计时时间,使时间控制的更加精准。设计复原键可将LED显示器回到初始值9,主持人按复原键使电路系统还原为下次抢答做准备。2.2控制电路设计抢答器控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项

6、功能：1.主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声提示抢答开始，抢答电路接通,定时电路进入倒计时状态。2.当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。3.当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。根据上述功能要求，由此设计如图五所示的控制电路。　　　　　　　　　　　　图２－１　　　　2.3锁定器电路设计该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁定优先抢答者的编号，同时该选手前面的指示灯亮；二是要使其他选手随后的按键操作无效.其工作原理为：当主持人控制开关处于“复原”时，D触发器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，输

7、入的抢答信号无效。当主持人将开关拨到“开始”时，D触发器Q非端前一状态为高电平，三个Q非端与在一起为高电平，再和抢答按键信号和借位信号与在一起给D触发器的脉冲端，当没人抢答时，抢答信号为低电平，与门输出端为低电平给D触发器脉冲端，当一有人抢答时，抢答信号为高电平，并和U2的输出信号和借位信号与在一起，使得U3输出端为高电平给D触发器，于是D触发器就有一个上升沿，使得相对应的二极管导通。另外，当选手松开按键后，D触发器的Q非前一状态为低电平，与在