八路智力竞赛抢答器设计实验报告031341123王文通.doc

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1、电子线路设计报告题目:八路智力竞赛抢答器设计姓名:王文通专业:电子信息科学与技术班级:0313411学号:031341123指导教师:谭建军2015年7月5日湖北民族学院信息工程学院目录一课程设计题目...................................2二任务和要求.....................................2三总体方案的选择.................................2四单元电路的功能介绍.......................

2、.......4五电路设计........................................5六仿真设计.........................................8七分析和总结....................................11附录一源程序....................................13八路智力竞赛抢答器设计一、课程设计题目（一）、题目：八路智力竞赛抢答器设计（二）、设计目的：作为一个八路抢答器实现的功能，应该是在八

3、位选手进行抢答时能够准确的锁定第一位抢答选手的号数，并且准确的显示出来，它的显示结果不会因为别的选手的抢答而影响它的显示。只有在主持人按下重新开始的开关后，系统重新启动，原先抢答上的号数也不在显示，所有系统清零，新的一轮抢答开始。二、任务和要求（1）抢答器设计要求1.抢答器可以实现基本抢答；可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮。2．给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。3．抢答器具有数据锁存和显

4、示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。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零为止。4．具有倒计时的功能，能实现30s倒计时。三、总体方案的选择（1）总体方案的设计针对题目设计要求，经过分析与思考，拟定以下二种方案：方案一：该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连，将最先抢答的选手的编号锁定，再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器，最后显示的是抢答选手的编号，经过优先编

5、码器后的信号到单稳态触发器，单稳态触发器又与报警电路直接连接，所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。主体框图如下：图1八路智力抢答器方案一设计框图方案二：用51单片机，通过编程来实现八路抢答器的所有功能。优点：外部电路简单，可以方便的对系统进行功能扩张和更改。缺点：要求设计者对单片机结构及编程很熟悉。方案二：主持人按动开始抢答的开关后，最先抢答的选手的电平信号先经过优先编码器，再依次经过数据锁存器，此时已经限制了其他选

6、手的抢答，信号再经过译码器和七段数码显示器，将最先抢答的该选手的编号显示出来，并同时产生报警信号，到此完成的是抢答功能；如果没有人抢答，30秒减计数器减到00时，此是完成计时功能。主体框图如下：图2八路智力抢答器方案二设计框图（2）总体方案的选择相比之下，第二种方案更好些。它的优点表现在以下几个方面：采用51系列单片机AT89C51作为控制核心，可以完成运算控制、信号识别以及显示功能的实现。由于用了单片机，使其技术比较成熟，应用起来方便、简单并且单片机周围的辅助电路也比较少，便于控制和实现。整个系统具有极

7、其灵活的可编程性，能方便地对系统进行功能的扩张和更改。四、单元电路的功能介绍1.设计所使用的元件及工具：仪器名称数量STC89C51芯片1块74HC5731个按键9个1位七段数码显示管1个电阻1个三极管1个导线若干晶振1个2.功能介绍（1）、主持人按"抢答开始"键，并立刻进入抢答倒计时（预设30s抢答时间），如有选手抢答，会有提示音，并会显示其号数，不进行抢答查询，所以只有第一个按抢答的选手有效。（2）、如倒计时期间，主持人想停止倒计时可以随时按"停止"按键，系统会自动进入准备状态，等待主持人按"抢答开始

8、"进入下次抢答计时。（3）、P2.7为开始抢答和复位键，p1.0-p1.7为八路抢答输入，数码管通过与P0口连接的74HC573译码器连在一起，其中P0的八个口控制数码管的段选，P2.0，P2.1控制数码管的段选。3、抢答器的工作原理抢答器的工作原理是利用单片机的定时器T0、T1中断完成,其余状态循环调用显示子程序,用2个共阴极LED数码管来显示.P1口接8个按键，提供选手抢答，P3.0-P3.5四个接四个按键，提供开始、结束