数字电子技术课程设计-多路智力竞赛抢答器

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1、《数字电子技术》课程设计报告设计题目：多路智力竞赛抢答器姓名：学号：班级：同组姓名：指导老师：成绩：16设计时间：2017.6.9~2017.6.18摘要：数字电子技术课程设计是在学习完数字电子电路课程之后按照课程教学的要求，对学生进行综合性训练的一个实践性教学环节。主要目的是培养学生综合运用理论知识能力，分析问题和解决问题的能力，以及根据实际要求进行独立设计的能力，了解数字电子电路的一般设计方法，初步掌握数字电子线路安装、布线、焊接、调试等基本技能，熟练掌握电子电路基本元器件的使用方法，训练、提高读图能力，掌握组装、调试方法。16关键词：抢答器、抢答电路、定时电路、报警电路、555定时器

2、一、设计任务与要求1．设计题目多路智力竞赛抢答器2．功能要求16(1)4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零和抢答的开始。(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，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答，同时计数器显示此时的时间。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。(4)抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。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

3、抢答，倒计时结束时，扬声器响。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号，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，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)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。设计步骤及要求：3．设计步骤及要求（1）给出定时抢答器的组成框图；（2）设计并焊接安装各单元电路，要求布线整齐、美观，便于级联与调试；（3）测定定时抢答器的逻辑功能，以满足设计功能要求；（4）画出

4、定时抢答器的整机逻辑电路图；（5）按照要求写出设计报告。二、方案设计与论证162.1方案一、系统电路由四部分电路组成：抢答电路、定时电路、报警电路、时序控制电路。系统设计框图如下：多功能智力抢答器电路图如下：162.2方案二、同样采用数字电子电路设计，利用各芯片及相关元器件构成抢答电路、定时器电路、报警电路和时序控制电路系统模块，再将各个模块组装起来实现要求的功能。但是设计的电路不一样。方案二电路图如下。16由于方案一下发之前，我们已经着手开始了方案二的制作，因此本次实验采用方案二。三、系统电路分析与设计系统电路由四部分电路组成：1.抢答电路设计抢答器电路的功能有两个：一个是分辨出选手按键的

5、先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示电路用；二是使其他选手的按键操作无效。本设计选用优先编码器74HC148和RS锁存器74HC279。其工作原理结合电路图自己分析。16图1系统设计框图16161.定时电路设计节目主持人根据抢答题的难易程度，设计一次抢答的时间，通过预置时间电路（倒计时电路）对计数器进行预置，本设计选用2片74HC192进行设计(实际提供一片74HC192），最大预置时间为99秒，计数器的时钟脉冲由NE555构成的秒脉冲发生电路提供，电路的工作原理及器件相关参数选择自行分析。16161.报警电路设计由555定时器构成的脉冲发生电路产生固定频率的方波信号，控制信号ST’控制

6、方波信号经三极管驱动蜂鸣器或扬声器发出固定频率的声音。当有选手抢答或设定的抢答时间到时，控制信号ST’为高电平时，多谐振荡器工作，可驱动蜂鸣器发声；其它时候控制信号ST’为低电平，多谐振荡器电路停振，输出低电平，蜂鸣器不能发出声音。2.时序控制电路设计时序控制电路是抢答器设计的关键，它主要完成以下三项功能：（1）主持人将控制开关拨到“开始”位置时，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。（2）当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声报警，抢答电路和定时电路停止工作。（3）16当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声报警，同时抢答电路和定时电路停止工作。5.原理图6.元器件清单电子元器件清单品名规

7、格型号技术要求单件数量单价（元）总价通用板（或双面印制板）10X15（cm2）1共阴极数码管BS201A/0.5英吋2集成显示译码器CD4511B28位优先编码器74HC148110位同步加/减计数器74HC1921四SR锁存器74HC2791555定时器NE5552集成逻辑与非门74HC002电阻器RJ-68KΩ-1/4W2电阻器RJ-15kW-1/4W2电阻器RJ-1kW-1/4W2716电阻器RJ-10