惠州学院四路抢答器设计报告书

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4路抢答器设计单片机课程设计报告

4路抢答器设计单片机课程设计报告

目录1、课程设计目的 (3)2、课程设计正文 (3)1、软件方面设计 (3)①总程序流程图 (3)②显示子程序流程图 (4)2、硬件方面设计 (5)①方案设计 (5)②单元电路设计 (5)③系统调试 (8)3、课程设计总结或结论 (8)4、参考文献 (8)附录一:总的原理图附录二:PCB图附录三:总程序1、课程设计目的①可以自主设计简单地电路;②掌握响应外部中断的原理;③利用Protel硬件设计电路原理图和PCB图;④初步掌握使用Proteus进行单片机的软硬件联机调试。

技术要求:①设置4个抢答台和4个抢答成功指示灯,1个比赛主持人“开始”键和1个抢答指示灯以及1个LED显示器。

②采用中断和查询结合的方法确定按键的动作。

③主持人按下“开始”键后,若有人抢答,则抢答指示灯确认有人抢答,并用7段LED显示抢答者的号码(1--4),并同时点亮对应抢答台上的抢答成功指示灯;若10秒内无人抢答,则发出超时报警,此题作废,主持人可按下“开始”键开始下一题的抢答。

2、课程设计正文1、软件设计方面①总程序流程图②显示子程序2、硬件方面设计①方案设计采用以52为内核的STC系列的芯片,组成一个单片机的最小应用系统,运用C语言编程来实现四路抢答器的设计,采用独立式键盘来作为输入,LED数码管显示,蜂鸣器来报警。

用此方案的优点是:编程简单、操作方便、成本低和错误率低。

②单元电路设计各引脚接线:通过单片机各引脚功能的介绍,本硬件设计中,P0口接数码管显示器;P1口接独立式键盘;P2.0通过PNP驱动接数码管;/ALE脚和/PSEN脚悬空,/EA脚接高电平;复位电路包含了上电复位和按键复位;晶振选择为6MHz,GND接地,VCC接+5V电源;蜂鸣电路接在P2.1上面。

针对抢答器的设计,输入电路键盘按下开始键后,开始抢答,按下相应的键,输出电路相应的LED二极管发光、数码管显示相应的序号⑴复位电路复位电路有两种复位方式:上电复位和按键复位。

四路竞赛抢答器实训报告

四路竞赛抢答器实训报告

四路竞赛抢答器实训报告一、实训目的本实训旨在让学生了解四路竞赛抢答器的工作原理及使用方法,锻炼学生的动手实践能力和团队合作精神,在竞赛中能够顺利应对抢答等环节。

二、实训内容1、学习四路竞赛抢答器的原理和使用方法。

2、实践操作四路竞赛抢答器,检测其正常工作状态。

3、开展四人团队间的竞赛训练,练习团队协作和抢答技能。

三、实训过程及记录1、了解四路竞赛抢答器的原理和使用方法。

同学们首先听老师讲解了四路竞赛抢答器的工作原理和使用方法。

四路竞赛抢答器是通过声光信号来提示答题者是否能够抢答成功的,因此需要将声音和灯光信号设置为相应的模式。

同学们还学习了如何正确接线和使用抢答器。

2、实践操作四路竞赛抢答器,检测其正常工作状态。

按照老师的要求,同学们开始实践操作四路竞赛抢答器。

首先需要正确接线,然后按下启动按钮,检查是否有正常的声光信号。

同学们还进行了模拟比赛测试,测试抢答器是否正常工作。

3、开展四人团队间的竞赛训练,练习团队协作和抢答技能。

同学们分为若干个四人小组,开始进行抢答竞赛训练。

在训练中,同学们需要通过协作,采用最有效的策略来抢答,积极配合团队成员,争取早日解答出问题,获得高分。

通过不断的练习,同学们不仅提升了团队合作和抢答能力,还培养了自信心和竞争意识。

四、实训总结通过本次四路竞赛抢答器的实践训练,同学们不仅了解了该设备的工作原理和使用方法,还通过实践检测了抢答器的正常工作状态,并在抢答竞赛训练中锻炼了团队合作和抢答技能。

本次实训旨在为同学们日后参加各种比赛提供具体的技术支持和实际操作经验,为同学们未来的求学和工作奠定了坚实的基础。

四路抢答器实验报告总结精简版

四路抢答器实验报告总结精简版

四路抢答器实验报告总结(精简版)一、实验目标本实验旨在通过电路设计及实践,掌握抢答器的工作原理及电路实现,理解并掌握基本的时间竞争和优先级判决原理。

二、实验原理抢答器是一种具有时间竞争特性的电路,其核心原理是优先级判决。

在抢答器中,每个参赛者都有一个独立的按钮和一个LED灯,当其中任意一个按钮被按下时,相应的LED灯会亮起,同时其他按钮即使被按下也不会有反应,直到下一次按下按钮为止。

三、实验步骤与问题解决1.电路设计:首先,我们根据抢答器的功能需求设计了电路图。

在设计中,我们采用了四个独立按键和四个LED灯,以及一个四输入的与非门。

与非门的作用是当任意一个输入为低电平时,输出为高电平。

2.电路搭建:按照设计的电路图,我们使用电子元器件在实验板上进行了搭建。

在搭建过程中,我们确保每个部件的连接都正确无误。

3.编程实现:我们使用微处理器对电路进行控制。

当按键被按下时,微处理器通过读取输入状态,控制与非门和LED灯的工作状态。

4.调试与测试:在完成电路搭建和编程后,我们对电路进行了调试和测试。

我们发现,当多个按钮同时被按下时,可能会出现LED灯闪烁或部分不亮的情况。

经过分析,我们发现这是由于微处理器的处理速度限制,无法同时处理所有按键的信号。

为了解决这个问题,我们优化了编程代码,采用轮询方式逐个处理按键信号,从而解决了同时按下多个按钮可能引起的闪烁和不亮问题。

四、实验结果与分析经过实验验证,我们的四路抢答器能够实现预期的功能。

在实验过程中,我们通过不断调整和优化电路设计和编程代码,解决了多个按键同时按下可能引起的闪烁和不亮问题。

这表明我们的抢答器在实现时间竞争和优先级判决方面具有较高的可靠性。

五、实验总结与展望通过本次实验,我们深入了解了抢答器的工作原理及电路实现方法,掌握了基本的时间竞争和优先级判决原理。

同时,我们也发现了一些可以进一步改进的地方。

例如,我们可以考虑采用更先进的微处理器或优化现有的编程算法,以提高抢答器的响应速度和处理能力。

4路抢答器课程设计报告

4路抢答器课程设计报告

4路抢答器课程设计报告课程设计报告:4路抢答器一、设计背景和目标抢答器是一种常见的教学装置,用于增强学生参与课堂互动和竞争的积极性。

为了提高现有抢答器的性能和功能,本次设计决定设计一款4路抢答器,以满足现代教育教学的需求。

本设计旨在通过增加抢答器的路数,提高课堂互动和竞争的效果,促进学生参与讨论和思考,培养学生的团队合作和竞争精神。

二、需求分析1.提高路数:既有的抢答器系统只能支持单一路数,不利于多个学生同时参与抢答活动,因此设计4路抢答器,以支持更多学生参与抢答。

2.精准识别:抢答器需要准确识别学生按下按钮的时间顺序,并显示该学生抢答的排名,以减少争议和纠纷。

3.考虑后续扩展:设计的抢答器具备一定的可扩展性,以满足未来可能增加的路数需求。

4.易于使用:抢答器的使用应简单方便,对教师和学生来说操作简单、直观。

三、系统设计1.硬件部分:抢答器由中控主机和多个答题器组成。

中控主机负责控制答题器的启动、暂停和排名显示,答题器则用于学生参与抢答。

中控主机需要具备多路输入和输出接口,以支持多个答题器的同时工作。

2.软件部分:中控主机需要具备按键扫描、计时、显示学生抢答排名等功能。

答题器则需要具备按键输入和与中控主机的通信功能。

四、应用场景本款4路抢答器适用于中小学课堂教学。

教师可以通过抢答器让学生在课堂上积极回答问题,增强学生对知识点的理解和记忆。

在团队竞赛中,抢答器也可以作为评分工具,用于记录团队的答题水平。

五、教学效果和可操作性评价1.教学效果:抢答器可以增强学生的参与度和互动性,培养学生的团队合作和竞争精神,促进学生思考和讨论,提高教学效果。

2.可操作性评价:抢答器的设计考虑到了简单方便的操作,教师和学生只需按下按钮即可完成相应操作,无需复杂的设置和操作过程,易于上手和使用。

六、结论本次设计的4路抢答器满足了现代教育教学的需求,提高了学生参与度和互动性。

通过抢答竞赛,可以培养学生的竞争意识和思考能力。

四路智力竞赛抢答电路设计报告

四路智力竞赛抢答电路设计报告

四路智力竞赛抢答器设计报告姓名:专业:学号:指导教师:2012年1月10日四路智力竞赛抢答器随着我国经济和文化事业的发展,在很多竞争场合都要求有快速公正的竞争裁决。

例如证券、股票交易及各种智力竞赛等。

在现代生活中,智力竞赛更是作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众的极大兴趣。

而在竞赛中往往分为几组参加,这时针对主持人提出的问题,各组一般都要进行必答和抢答,对必答一般有时间限制,到时有声响提示;对于抢答,要判定哪组先按键,为了公正,这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员,一般抢答器由很多门电路组成,线路复杂,可靠性低,特别是抢答路数增多时,实现起来就更加困难。

在此设计了一种利用数字电路实现的抢答系统,具有很强的实用性。

数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。

优先编码器、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出。

抢答器具有数据锁存和显示功能。

抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并由LED 显示灯上显示,同时所存输入电路,禁止其他选手抢答。

优先抢答选手一直保持到主持人将系统清零为止。

一、设计任务1、4名选手编号为:K1,K2,K3,K4。

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(即K5开关)用来控制系统清零(抢答显示LED显示灯灭灯)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,封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。

抢答选手的LED灯一直保持到主持人将系统清零为止。

4、如果抢答定时已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效。

封锁输入编码电路,禁止选手超时后抢答。

二、设计要求1、抢答器可供四人竞赛时使用,每个参赛者均设有一个抢答按钮。

2、电路具有优先抢答权功能,即对第一抢答者的信号具有鉴别和锁存功能。

3、电路能够显示获得抢答权者的编号,并通过亮灯表示已经有人抢到答题权。

4、电路具有复位功能,当一轮抢答结束后,由主持人将系统复位,可进行下一轮抢答。

四路抢答器设计 精品

四路抢答器设计 精品

四路抢答器设计报告一.设计要求(1)可容纳四组参赛的数字式抢答器。

(2)电路具有第一抢答信号的鉴别与保持功能。

(3抢答优先者声光提示。

二.设计的作用与目的作用是能够完成抢答功能。

目的是让学生熟练掌握课本上所学的内容在具体实践中的应用,以及对题目的理解分析能力,了解单片机等器件的原理及应用范围。

三.设计的具体实现1. 系统概述本系统的设计思路是通过四个按键来当作选手的开关按键,某一个按键按下时,由单片机来控制并输出,再由锁存器锁存,延迟一段时间,在数码管上显示相应的数字。

该系统有抢答模块,控制模块,显示模块三部分组成。

抢答模块由五个开关按键组成,控制模块由AT89C51单片机组成,显示模块由8段数码管锁存器组成。

工作过程如下:某一个按键按下时,由单片机里的程序来控制,锁存器锁存第一个抢答信号并保持一段时间,在数码管上显示选手编号,进而来判断是哪位选手抢答成功。

系统流程图:2. 单元电路设计、仿真与分析抢答模块的选择四路抢答器应该有四个抢答按键和一个清零按键组成,这些按键对应单片机的四个P1端口。

控制模块的选择用AT89C51单片机作系统控制器,它体积小,成本低,软件编程灵活,可以实现多种功能。

显示模块的选择用74LS373数据锁存器来锁存抢答信号,8段数码管显示选手的编号。

373为三态输出的八 D 透明锁存器,共有373 的输出端O0~O7 可直接与总线相连.当三态允许控制端OE 为低电平时,O0~O7 为正常逻辑状态,可用来驱动负载或总线。

当OE 为高电平时,O0~O7 呈高阻态,即不驱动总线,也不为总线的负载,但锁存器内部的逻辑操作不受影响。

当锁存允许端LE 为高电平时,O 随数据D 而变。

当LE 为低电平时,O 被锁存在已建立的数据电平。

当LE 端施密特触发器的输入滞后作用,使交流和直流噪声抗扰度被改善400mV。

引出端符号:D0~D7 数据输入端:OE 三态允许控制端(低电平有效):LE 锁存允许端O0~O7 输出端键盘扫描程序流程图如下:实验电路图如下程序如下:#include <reg51.h>unsigned char tab[]={0x3f,0x60,0x5b,0x4f,0x66,0x6d} ;sbit k1=P1^0;sbit k2=P1^1;sbit k3=P1^2;sbit k4=P1^3;sbit k5=P1^4;void main(){ P0=0x3f;if(k1==0){P0=0x06;}if(k2==0){P0=0x5b;}if(k3==0){P0=0x4f;}if(k4==0){P0=0x66;}if(k5==0){P0=0x3f;}}仿真图如下:实物图如下:PCB 版图如下:3.电路的安装与调试在安装与调试过程中由于经验不足,在焊接的时候,焊点比较大,不美观,或者把两个点不小心焊在一起,造成短路:还有就是虚焊,并没有焊接起来,使得电路不能调试出来,达不到实验结果;再有就是电烙铁温度高,一些元器件的耐热性能不好,因而被烧坏;在实验过程中,要非常小心的焊接,如果虚焊的话,则用发光二极管来测试,找出虚焊的地方,然后重新焊接起来。

四路抢答器实训报告

四路抢答器实训报告
实训背景
为了提高学生的思维活跃性,教学实践课程设计中给出的实训内容为四路抢答器。

四路抢答器是Based on Sound信号的抢答器,对电子电路、传感技术、数字
信号处理有很好的应用。

实验内容
设计原理
四路抢答器的设计原理是基于Infrared红外线传感器(发射管和接收管)检测
差异信号起到不同的角色,对于不同信号的区分使用数字信号处理DSP,实现抢答过程的控制。

实验器材
1.STM32F1开发板
2.红外线接收管和发射管
3.数字信号处理器(DSP)
4.蜂鸣器
实验步骤
1.设计电路图
2.使用Keil软件编程,对STM32F1进行初始化
3.设置红外线接收管和发射管的引脚连接
4.定义差异信号的处理方法
5.实现选手抢答器的响应和提示
实验结果
经过实验,设计的四路抢答器实现了基于声传感的抢答过程的控制。

通过响应
和提示,实现了学生思维活跃性的提高,成为一款有很好应用价值的教学实践工具。

实验中,我们掌握了基于声传感的电路设计方法和数字信号处理的关键技术,
对STM32F1开发板、红外线传感技术和数字信号处理有了深入了解。

同时,了解
了抢答器的实际应用、应用价值和市场情况,对未来进一步的研究和开发具有积极的作用。

路抢答器课程设计报告

路抢答器课程设计报告 The Standardization Office was revised on the afternoon of December13, 20204路抢答器设计报告目录一.设计任务和要求 .................. 错误!未定义书签。

设计目的............................ 错误!未定义书签。

设计任务............................ 错误!未定义书签。

设计要求............................ 错误!未定义书签。

二.设计的方案的选择与论证 .......... 错误!未定义书签。

三.电路设计计算与分析 .............. 错误!未定义书签。

锁存电路的设计...................... 错误!未定义书签。

编码器电路的设计.................... 错误!未定义书签。

译码器电路和数码管显示电路的设计.... 错误!未定义书签。

倒计时电路的设计.................... 错误!未定义书签。

时钟电路的设计...................... 错误!未定义书签。

整体电路(具体清晰电路请详见附件).. 错误!未定义书签。

四.总结及心得 ...................... 错误!未定义书签。

五.附录 ............................ 错误!未定义书签。

六.参考资料 ......................... 错误!未定义书签。

一.设计任务和要求设计目的(1)掌握数字抢答器的设计方法。

(2)学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

设计任务设计四路抢答器,具体要求如下:(1)主持人按动启动按钮,抢答开始,同时开始10秒的倒计时;(2)四名抢答选手编号分别为1-4,各自控制一个按钮进行抢答,有人按下时,扬声器给出声音提示,倒计时电路停止计时,同时显示抢答选手的号码,。

四路抢答器的实训报告

四路抢答器的实训报告一、实训目的本次实训的目的是学习和掌握四路抢答器的工作原理、组装方法以及使用技巧,提高学生们对电子电路的理解和实践能力。

二、实训内容1. 抢答器原理四路抢答器是一种常用于比赛、考试等场合的设备,其原理是通过控制电路中继电器的开关状态,使得只有按下按钮的选手才能够发出声音。

具体来说,当选手按下按钮时,按钮上方的微动开关会闭合,使得对应的继电器吸合,从而将该选手对应的喇叭接通。

同时,其他选手所按下的按钮则不能接通喇叭。

2. 抢答器组装为了完成本次实训,我们需要准备以下材料:四路抢答器PCB板、继电器、按钮开关、LED灯等元件。

首先,在PCB板上焊接好所有元件,并按照原理图连接好各个部分之间的线路。

然后进行调试,在确保各个部分正常工作之后,将整个电路固定在盒子内,并安装好外部开关和喇叭。

3. 抢答器使用在使用过程中,首先需要将四个喇叭和电源线连接好,并将整个设备接通电源。

然后,选手按下自己对应的按钮,如果该选手先按下,则他的喇叭会发出声音,其他选手则不能发声。

在比赛或考试中,可以通过这种方式来进行抢答。

三、实训过程1. 抢答器原理在实训开始前,我们首先学习了四路抢答器的原理。

通过学习原理图和电路图,我们了解到抢答器是如何工作的,并且明白了各个部分之间的联系和作用。

2. 抢答器组装在熟悉了抢答器的原理之后,我们开始进行组装。

首先,我们需要准备好所有元件,并根据原理图焊接好PCB板上的元件。

然后,我们将各个部分之间的线路连接起来,并进行调试。

在调试过程中,我们发现有些元件没有焊接好或者连接不良等问题,需要及时修复。

3. 抢答器使用在完成组装和调试之后,我们开始使用抢答器进行实践操作。

首先需要将四个喇叭和电源线连接好,并将整个设备接通电源。

然后,在按下按钮时可以听到对应喇叭发出声音。

通过多次测试和比较,我们发现抢答器的响应速度很快,而且稳定性也非常好。

四、实训总结通过本次实训,我们不仅学习了四路抢答器的工作原理和组装方法,还掌握了其使用技巧和注意事项。

四路竞赛抢答器实习报告

一、实习目的通过本次实习,使学生掌握四路竞赛抢答器的原理和设计方法,提高学生的动手能力和实践能力,培养学生的创新思维和团队合作精神。

二、实习内容本次实习主要涉及以下内容:1. 四路竞赛抢答器原理分析四路竞赛抢答器是一种具有优先输出的电子电路,主要用于各类竞赛中的抢答。

在四路抢答器中,每组选手有一个抢答按钮,当主持人按下开始按钮后,选手按下抢答按钮,抢答器会显示抢答成功的选手编号,并发出音响提示。

2. 四路竞赛抢答器硬件设计四路竞赛抢答器的硬件设计主要包括以下几个部分:(1)按键电路:包括四个选手抢答按钮和一个主持人开始按钮。

(2)锁存电路:用于锁存抢答成功的选手编号。

(3)译码显示电路:将锁存的选手编号转换为数码管显示。

(4)音响电路:用于发出音响提示。

(5)定时电路:用于设定抢答时间。

3. 四路竞赛抢答器软件设计四路竞赛抢答器的软件设计主要包括以下几个部分:(1)按键扫描:扫描选手抢答按钮和主持人开始按钮的状态。

(2)锁存处理:当抢答按钮被按下时,将抢答成功的选手编号锁存。

(3)译码显示:将锁存的选手编号转换为数码管显示。

(4)音响提示:当抢答成功时,发出音响提示。

(5)定时处理:设定抢答时间,并在时间到时发出音响提示。

三、实习过程1. 理论学习首先,我们学习了四路竞赛抢答器的原理和设计方法,了解了硬件设计和软件设计的具体内容。

2. 硬件制作根据设计图纸,我们按照以下步骤制作了四路竞赛抢答器的硬件:(1)焊接按键电路:焊接四个选手抢答按钮和一个主持人开始按钮。

(2)焊接锁存电路:焊接锁存电路所需的元器件。

(3)焊接译码显示电路:焊接译码显示电路所需的元器件。

(4)焊接音响电路:焊接音响电路所需的元器件。

(5)焊接定时电路:焊接定时电路所需的元器件。

3. 软件编写根据设计要求,我们编写了四路竞赛抢答器的软件,包括按键扫描、锁存处理、译码显示、音响提示和定时处理等功能。

4. 系统调试在硬件制作和软件编写完成后,我们对四路竞赛抢答器进行了系统调试,确保各个功能正常运行。

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数字电子技术课程设计报告书中文题目: 四路智能抢答器英文题目: 4 road responder姓 名: 学 号: 专业班级: 指导教师: 提交日期:惠州学院HUIZHOU UNIVERSITY目录一、设计目的 (2)二、技术指标 (2)三、元器件清单 (2)四、电路框图 (3)五、单元电路的设计 (4)六、总电路图: (10)七、问题与解决 (10)八、心得体会 (11)九、参考文献 (11)一、设计目的1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。

2、培养根据设计需要选学参考书籍,查阅相关手册、图表和文献的资料的自学能力。

3、通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件、电路组装调试和检测等环节,初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法,提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本能力。

二、技术指标1、基本功能:四路抢答,分别编号为1、2、3、4。

在主持人宣布下,四组开始参与抢答。

当有人首先按下抢答开关的时候显示灯亮,并显示其相应的组号,同时其他组不能再抢答。

电路要求具有时间控制功能。

要求在限定时间内(10秒或者30秒)若无人抢答,该题作废,同时有声响提示。

2、增加功能:无人抢答时可以显示顺计时或者是逆计时的时间。

三、元器件清单名称及标号型号及大小数量4D触发器74ls175 1个编码器74ls148 1个译码器74ls48 1个计数器74ls192 1个4输入与非门74ls20 1个非门74ls04 1个555 555 3个复位开关SW-PB 5个电阻500Ω1个47k 2个4.7k 2个100k 1个10Ω1个电容10uf 1个0.1uf 1个0.01uf 2个蜂鸣器1个7段共阴数码管八输入2个7段共阴数码管四输入2个LED灯4个四、电路框图整个电路如上图所示,主要分为两部分,一部分是倒计时部分,另一部分是抢答电路,其中抢答器电路由锁存器电路,编码器电路,数码管显示电路组成,其中锁存器电路可用1KHZ脉冲电路作为其时钟端输入脉冲,倒计时电路由倒计时芯片,译码器电路路,数码管显示电路,倒计时采样1HZ脉冲电路作为计数器时钟信号输入脉冲。

单稳态电路可以控制蜂鸣器鸣叫的时间,按要求可设置为1S。

五、单元电路的设计1、选手抢答电路:直接用四个复位开关接入锁存器电路,复位开关一端接高电平一端接锁存器电路输入端。

2、锁存器电路:由74ls175与四路输入与非门(74ls20)以及非门(74ls04)组成,根据74ls175真值表利用74ls175的CLK端为上升沿有效以及Q’端值的变化,当有人抢答时,74ls175对应的输出端Q’中出现低电平输出时信号时,禁止抢答,其原本为4个高电平的输出端Q’也变成三高一低,可以利用一个4输入与非门将其与非,再接一个非门后,可以与74ls175的时钟信号相与非,使得CLK端的输入信号为底电平,从而达到锁存的目的阻止其余选手的抢答,同时其输出直接接入LED灯亮电路,一旦有人抢答,对应组的LED灯亮。

74ls175真值表如下:锁存器电路如下:3、编码器电路:由74ls148构造,由于要求只能一组抢答成功,所以要选择只有一个输入有效的编码器,由于74ls148优先编码器具有优先编码功能,74ls148正好符合要求,其输入端接74ls175输出,输出端直接接四输入七段显示数码管,由74ls148真值表可知,其接法如下图所示:74ls148真值表如下:输入输出EI I0I1I2I3I4I5I6I7A2A1AGS EO1x x x x x x x x11111 01111111111110 0x x x x x x x000001 0x x x x x x0100110 0x x x x x01101010 0x x x x0111011100x x x0111110010 0x x01111110110 0x011111111010 001111111111104、选手抢答组号显示数码管电路:四输入数码管直接接74ls148输出,最高位置零。

5、倒计时电路:由74ls192构成。

通过74ls192的倒数功能,由1HZ信号为其DN 端提供计数脉冲可以实现10秒定时倒数功能。

通过74ls192真值表可知,其倒数进位端CD在倒数完成后由高电平跳变为低电平,MR端接低电平时计数,高电平时置零,所以将MR端CD端经非门相连,可实现倒数完成后停止计时,通过D0-D4可设置其计数次数,PL端接主持人复位键可实现将计数值重新设为初始值。

74ls192真值表如下:输入输出MR UP DN D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 ×××××××0 0 0 0 0 0 ×× d c b a d c b a 0 1 上升沿 1 ××××加计数0 1 1 上升沿××××减计数倒计时电路如下:6、倒计时显示电路:由74ls48与八输入七段显示数码管连接而成。

通过74ls48真值表可知,其LT端应接高电平,BI/RBO端计数时应保持为1,当输入为0,BI/RBO端口为低电平,LT 为高电平,RBI端为低电平时,74ls48可以令7段显示数码管有动态灭零的效果,可利用该特点达到提示时间到的作用。

输入直接接74ls192的输出,输出接八输入七段显示数码管的输入,BI/RBO端与RBI端接74ls192的减计数进位信号。

74ls48真值表如下:倒计时显示电路接法:7、时钟脉冲电路与单稳态电路:由555及相关值的电容电阻连接而成。

(1)1KHZ 与1HZ 时钟脉冲电路:1KHZ 脉冲信号是给74ls175提供的,1HZ 脉冲信号是给倒计时电路74ls192提供的,根据555多谐振荡器的频率计算公式:2ln )2(121C R R f +=可以求得1HZ 的电路电阻均取47k ,电容取10uf ,而1KHZ 电路的电阻取4.7k ,电容取0.1uf 。

具体接法参考《数字电子技术基础》如下图所示:(2)1S 单稳态电路:为保证蜂鸣器鸣叫时间为一秒,可以使用单稳态触发电路来实现。

根据555的单稳态计算公式:T T W C R T 1.1可以求得1S 单稳态电路的电路电阻去100K ,电容去10uf 。

具体连接参考《数字电子技术基础》如下图所示:8、主持人复位电路:由一个复位开关连接相关芯片的相关端口构成。

由于主持人复位效果要达到不能抢答,且计时停止,计时值恢复为初值,由各个芯片真值表可得,复位开关一端接高电平,另一端接74ls175的CLR 端、74ls192的PL 端。

详细连接请看总电路图。

六、总电路图:电路工作原理:抢答电路:使用74ls175作为锁存电路,当有人抢答时,利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零,74ls175立即被锁存,同时蜂鸣器鸣叫1s,这时抢答无效,使用74ls148作为编码器,对输入的型号进行编码,输出4位的BCD码,再将这四位的BCD码输入共阴数码管里显示出抢答者的编号。

主持人电路:;利用74ls192计数器作为倒计时的芯片,当主持人按下抢答按钮时,74ls192被置九,同时将显示上次抢到题目的选手编号的数码管清零,并开始倒计时,,并通过74ls48译码器将即时时间进行编码,并送到7段共阴数码管,显示此时的时间。

假如在9秒内有人抢答,则计数器停止倒计时,将锁存器锁存,禁止选手抢答,蜂鸣器鸣叫一秒,停止倒计时。

七、问题与解决(1)电路设计过程中遇到的问题:仿真软件不熟悉,主要是电源直接接入多个开关与导线时,出现电压下降甚至是电压不足的情况。

原因及解决方法:通过网络学习的方式,学会安装和使用仿真软件,懂得如何使用仿真软件调试。

设计过程中出现电压下降甚至是电压不足的原因是没有加入上拉电阻,请教了相关同学后,加入上拉电阻后,问题解决了。

(2)调试过程中遇到的问题:芯片、芯片插座、导线、复位开关等偶尔会出现损坏,数码管点亮效果不好,会有过暗或者是不用亮的数码管也有部分亮了,芯片功能理解错误。

原因及解决方法:对于设备原因的问题,即芯片、芯片插槽、导线、复位开关等损坏的情况出现。

首先导线先用万用表测试其好坏,将好的导线与坏的导线区分开。

然后将复位快关用导线连接到实验台的LED灯的输入,分别对LED灯的输入置高电平或者是低电平,观察其LED的亮灭情况,以达到测试复位快关与LED灯的好坏的目的。

若LED正常亮灭,则二者都是好的。

若LED恒不亮,则二者至少有一个坏了,先用万用表接入复位快关输出,测其输出电压变化。

若变化正常(闭合为5v,断开为0),则复位快关正常,LED灯坏了。

若无变化,则复位快关坏了,再将LED输入换接入另一个复位快关。

若LED灯正常亮灭,则该复位快关正常,若LED灯不亮,则回到先前的步骤测试一次开关。

接着认真研究各个芯片真值表与引脚图,将各个要用到的芯片单独插入对应的插槽中,用实验台的复位开关对相关引脚进行置高电平或低电平,输出接先前测试过的LED灯,观察LED的亮灭情况,以达到测试芯片与插槽好坏的目的。

若LED亮灭情况正常,则芯片和插槽都是好的。

若LED亮灭情况异常,首先检查接线是否正常,相关引脚功能是否理解错误。

若无,则采用控制变量的方法,对插槽与芯片交换更替进行测试。

若均无法得出结果,则换一块实验板尝试,若结果依然不正确,则再仔细研究各个芯片真值表引脚图,再尝试。

若结果依然不正确,则请教同学和老师,共同探讨。

对于数码管显示效果不好的问题,经过请教同学,发现是芯片输出电压不够,于是便采用了上拉电阻的方法,最终解决了该问题。

八、心得体会这次做课程设计的最大收获就是学习和巩固了很多的数电知识。

学会了实验的方法与技巧,同时学会了使用仿真软件。

做课程设计,做实验都好,首先要做的就是要了解相关课题知识,及早学习相关芯片。

然后写出方案,进行软件仿真。

等到软件仿真可行了,再进行实际操作,到实验室中进行调试。

调试工程中一定要熟悉相关芯片知识,先分模块进行测试。

等到各个模块调试没问题了,再按照预先写好的方案进行连接,从输入开始,逐级连接逐级测试,每进行到一个环节测试一次输出输入。

每一级遇到问题时当下解决。

这样就可以做到熟悉电路,熟悉芯片,快速找到问题,快速解决问题。

九、参考文献《八路抢答器原理》---来自百度文库《74ls175芯片》---来自百度文库《74ls192功能表》---来自百度文库《数字电子技术实验改》---数字电子技术基础实验指导书(实验室)《数字电子技术基础》第五版---阎石主编《proteus入门教程》---来自百度文库。

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