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1、北京交通大学电气工程学院电气0810班课程名称：数字电子技术基础课程设计题目：八路计时抢答器指导老师：学生姓名：小组成员：16北京交通大学电气工程学院电气0810班数字电子技术基础课程设计-----八位计时抢答器一、设计理念智力竞赛是一种生动活泼的教育方式，在各种智力竞赛中，最最激烈的便是抢答环节的比赛。抢答引起参赛者和观众极大地兴趣，在短时间内，参赛选手在主持人抢答的口令下达后开始抢答，充分体现出参赛者思维的活跃。在这类比赛中，对于谁先谁后抢答，在什么时候抢答，如何限定抢答的规定时间等问题，如果单凭主持人主观的判断，就很容易出现误判。所以我们就需要一种具备自动锁存、置位、清零等
2、功能的只能抢答器来解决这些问题。二、设计要求设计一个具备计时功能的八路抢答器，它所要实现的功能如下：1、给八位参赛选手分别配备一个抢答按钮，编号为K0、K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7。2、主持人可以主持抢答、计时的开始与清零。3、抢答器可以显示出最先按下抢答键的选手编号。4、抢答器具有60秒倒数计时功能。抢答规则：主持人按下开始抢答键，选手可以开始抢答，同时计时器开始60秒钟倒计时，选手通过优先按键得到抢答机会后，在计时器所显示的剩下时间内完成抢答，否则扣分。三、设计方案16北京交通大学电气工程学院电气0810班1、设计思路根据设计的要求，我们小组的设计思路如下：抢答按
3、钮优先编码电路译码电路锁存器控制电路主持人控制开关计时电路译码电路该抢答器由开关电路、触发电路、触发锁存电路、优先编码电路、译码电路、计时电路所组成。2、具体电路的设计及其工作原理（1）电源电路限于我们现成的电源只有9V直流电源，但是我们的电路工作电压应该是5V的稳压直流电源，我们通过利用7805芯片对9V进行降压处理，形成直流5V稳压电源。（2）抢答电路16北京交通大学电气工程学院电气0810班工作原理：74LS148有8个信号输入端I0～I7、3个二进制码输出端A0～A2、输入使能端EI、输出使能端EO和优先编码工作状态标志GS,其功能如表1所示。由表可知,当EI的非=0时,
4、编码器工作;EI的非=1,则不论8个输入端为何种状态,A0、A1、A2输出为1,15端和14端输出为1,编码器处于非工作状态。（附74LS148引脚图与真值表）16北京交通大学电气工程学院电气0810班 当抢答开关S0～S7中的任意一个开关按下时,编码器输出相应按键对应的二进制代码,低电平有效。编码器输出A0、A1、A2,工作状态标志GS作为锁存器电路的输入信号,输入使能端I应跟锁存器电路的Q端相连接,使I端为时锁定编码器的输入电路,使其他输入开关不起作用。锁存电路由4个RS锁存器74LS279组成。74LS279是由4个基本的RS触发器构成的锁存电路,S端为置位端,R端为复位端
5、,通常情况下输入端为高电平,触发器处于保持状态。R端接主持人控制开关,抢答前,控制开关使锁存器输出为零。74LS279的1S1、1S2、2S、3S1、3S2、4S分别与编码器的输出端14、9、7、6脚连接,当抢答开关按下时,编码器输出相应的二进制代码,锁存器锁存相应的二进制代码。编码器工作状态标志GS使锁存器输出1Q为1,1Q连接到编码器74LS148的输入使能端EI,封锁其它路输入,同时接译码电路74LS48的控制端,当控制端为高电平时,译码器工作;16北京交通大学电气工程学院电气0810班当控制端为低电平时,七段码a～g段全不亮。Q1、Q2、Q3与译码显示电路的输入端相连,控
6、制开关S由主持人控制,系统复位后才可进行下一轮抢答。（附74LS279的引脚图和真值表）（2）计时电路工作原理：该部分电路由NE555构成脉冲发生电路、74LS192十进制加减计数器和74LS48译码显示电路构成。NE555构成的多谐振荡器，通过f=1.43/[R1+2R2)16北京交通大学电气工程学院电气0810班C]，选取适当的R、C的值，构成适当震荡频率的脉冲发生器，从555的第3端输出到计数器的倒数计数触发端。（附NE555的引脚图）计数器部分由两个74LS192构成。74LS192是双时钟十进制加减计数器，清零端解低电平，置数端接主持人开关。通过对74LS192的1、9
7、、10、15端进行置数（分别为01100000），实现当主持人开关打开时，置数端相当于接入高电平，计数器开始倒数计时60秒，当主持人开关合上时，置数端相当于接地，此时计数器回到置数状态，显示数字“60”。两个74LS192的2、4、6、7端分别接对应74LS48的数据输入端，让74LS48译码器进行译码，并通过共阴极七段数码显示器显示出倒数的数字。（附74LS192引脚图和功能表）MRPLCPUCPD工作模式1XXX清除00XX预置0111保持01↑1加计数011↑减计数16北京
