多路智力抢答器实验报告.doc

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1、湖北经济学院数字电子技术课程设计报告课题名称：数字电子技术课程设计指导教师：学生班级：学生姓名：学号：学生院系：2012年4月设计任务一、基本功能1、设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，分别用八个抢答按钮So、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7表示。2、设置一个由主持人控制的控制开关，用来控制系统清零和抢答。3、抢答器具有数据锁存和显示的功能。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，同时蜂鸣器给出音响提示。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

2、人将系统清零为止。二、扩展功能1、抢答器具有定时抢答的功能，抢答时间为30秒。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，同时扬声器发出声响，声响持续时间为0.5秒左右。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，显示器上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、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，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。设计报告一、设计目的1、学习数字电路中的优先编码器，锁存器，计数器，时序控制电路，多谐振荡器等单元电路的

3、综合运用。2、掌握各芯片的逻辑功能及使用方法。3、了解面包板结构及其接线方法。4、了解数字抢答器的组成及工作原理。5、熟悉数字抢答器的设计与制作。二、设计步骤1、画出原理框；2、根据原理框图，把框图中每个部分电路设计出来，画出电路图；3、仿真调试；4、搜集元器件；5、搭建电路，实现功能。三、具体设计过程1、画出原理框图如图它由主体电路和扩展电路两部分组成。主体电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答。扩展电路完成定时抢答的功能和时间结束时的报警功能。2、根据原理框图，把框图中每个部

4、分电路设计出来，画出电路图（1）抢答电路原理：该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，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：开关S置于"清除"端时，RS触发器的R非端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148的ST非＝０，使之处于工作状态。当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时（如按下S5），74LS148的输出Y2非Y1非Y0非=010，YEX非=0，经RS锁存后，CTR=1,BI非=1，74LS279处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为"５"。此外，

5、CTR＝１，使74LS148的ST非＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍为YEX非＝１，使CTR＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新拨到“清除"然后再进行下一轮抢答。74LS148为８线－３线优先编码器。仿真电路图为：（2）定时电路原理：将74LS192的CO'端弃之不用，使用BO'端，在接受一个信号时，在cp脉冲的上升沿预置数就开始自减，当各位减少到0时，BO'就会输出一个负脉冲，cp2就会开始减少1，然后74L

6、S192二开始再自减1，直到预置数最后变成00，最后在BO2'输出一个周期的负脉冲。在时间未到时，BO2'一直到是输出正脉冲，除非最后变成00时，才会输出负脉冲，这就可以作为定时已到的信号，如果是时间到了，输出是零，时间不到，输出是1。另外，假如有选手按键的话，则最后不会计数器不会因为自减为00而最后输出负脉冲，而是应为秒脉冲输出与CTR非相与后当作脉冲输入74LS192的。当没有选手按键时，CTR非为0，所以cp脉冲就会停止输入，时间就会停止，所显示的时间就是该选手抢答的时间，但此时的定时到信号还是1。最后通过设置74LS192的置数端的值，即第一个

7、192的ABCD=0000，第二个192的ABCB=1100，可定时30秒。仿真电路图：（2）秒脉冲发生电路原理：由555定时器构成的多谐振荡电路，根据公式振荡周期为T=0.7（R1+2R2）C，可计算出该振荡器的振荡周期为1秒，由于是矩形脉冲，所以一个周期内发光二极管会发一次光。仿真电路图：（2）报警电路原理：考虑到器材局限和电路简单，当定时结束时，我们用一个发光二级管的亮灯来显示报警。由于在定时电路中提到，在时间未到时，BO2'一直到是输出正脉冲，除非最后变成00时，才会输出负脉冲，这就可以作为定时已到的信号，如果是时间到了，输出是零，时间不到，输

8、出是1。所以根据这个特点，将BO2'端接个非门，接上发光二级管，当定时结束时，二极管就会发光，