基于单片机的八路抢答器电路设计

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1、第一部分系统整体方案设计与比较一、实验目的1、掌握系统整体方案设计的方法2、培养分析系统设计方案的能力二、实验内容针对本次课题，提出几种总体设计方案，并比较其优缺点，确定一套方案为本课题采纳的方案。三、实验原理与方法本次课程设计设计的是一个多路定时抢答器，是一个多于两位选手参赛的一个抢答器，具有锁存和显示功能。同时有主持人控制系统的清零和抢答的开始。抢答开始后，若有任何一名选手按动抢答按钮，抢答器就会显示该选手编号直至系统被主持人清零，并有扬声器发出提示，同时其他人再抢答就无效了。这次设计的抢答器还有自动定时功能，主持人可以设定选手答题的时间。当主持人启动“开始”键后，定时器会

2、自动减计时，这个会显示在显示器上。选手只有在抢答时间内抢答才有效，若在答题时间内没有选手答题，时间到时，报警电路就会发出警报亮灯并且禁止抢答。抢答器由计数器、寄存器、集成定时器和译码显示等组合、时序电路组成。可分为抢答电路，定时电路，报警电路等几个单元部分。每个单元电路分别可以处理一些抢答竞赛中的基本问题。四、实验步骤1、方案设计按照目前的各种技术及要求，要设计一个八路抢答器主要有以下方案：方案一：采用数电技术实现。方案二：采用编程技术通过设计简单电路实现。2、方案比较方案一设计的抢答器的电路主要是由抢答器开关电路、触发电路、触发锁存电路、编程器、七段显示译码器几部分构成。抢答

3、电路主要采用优先编码器74LS148和74LS279完成。此外还有定时电路，报警电路，时序控制电路等。方案二设计的电路图简单明了，避免重复，控制起来更加方便。抢答器对参赛选手的动作的先后有很强的分辨力，即使先后只相差几毫秒，抢答器也能分辨出来，抢答器直接实现了动作选手的编号，并保持到主持人清零为止，且实现的功能较多，比如增设了开启锦囊，回答和抢答时间均可随意调整，故采用方案二。五、实验记录与结论方案一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，经过优先编码器后的信号到单稳态触发器

4、，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。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时也会发出报警信号，此是完成计时功能。这种方案原理比较简单，组装电路比较简单，相对方案一要简单，所以采用方案一能够完全实现本次设计的要求。第二部分

5、原理图的绘制及仿真软件训练一、实验目的掌握原理图的绘制方法和protel软件的使用掌握电路仿真的方法和proteus软件的使用二、实验内容练习使用protel软件，并且用其绘制系统原理图。练习使用proteus软件，并且用来仿真单片机的部分实例。三、实验原理与方法本次实验主要用到了protel软件和proteus软件。PROTEL软件介绍：PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎

6、所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。Proteus软件介绍：Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设

7、计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。四、实验步骤使用protel绘制原理图的步骤：1、设计图纸大小。首先要构思好零件图，设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的，设置合适的图纸大小是设计好原理图的第一步。2、设置protel99se/Schematic设计环境。包括设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数也可以使用系统默认值。3、旋转零件。用户根据电路图的需要，将零件从零件库里取出放置到图纸上，并对放置零件的序号、零件封