四人竞赛抢答器实验报告

数电实验报告

姓名：侯婉思

专业：通信工程

班级：1111

学号：11387121

指导老师：田丽娜

四人竞赛抢答器实验报告

、、-

一•刖言

现今，形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校、企事业单位及社会团体组织中，它为各种知识竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活。

对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的，选手进行抢答，抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上，体现了公平公正的原则。

本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的高分辨率的4路抢答器。该抢答器为全数字集成电路设计，具有分组数多、分辨率高等优点。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有优先能力，定时及复位功能。主持人通过控制开关使抢答器达到复位的功能。

二.实验目的

1. 学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法

2. 熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。

3. 灵活运用学过的知识并将其加以巩固，发散思维，提高学生的动手能力和思维的缜密。

三.设计任务与要求

1、设计任务

设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。选手抢答时，数码显示选手组号。

2. 设计要求：

抢答器的基本功能：

1. 设计一个智力抢答器，可同时供四名选手或四个代表队参加比赛，编号为

一，二，三，四，各用一个抢答按钮，分别用四个按钮S0S3表示。

2. 给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管清零）。

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，此外，要封锁输入电路，实现优先锁存，禁止其他选手抢答，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

简言之，有选手按下时，显示选手的编号。同时，其他人再按下时电路不做任何处理。也就是说，如果有选手按下以后，别的选手再按的话电路不会显示是他的编号。

4. 可用555定时器产生频率为1H z的脉冲信号，作为触发器的 CP信号。四•四人竞赛抢答器电路原理及设计

1、设计方案

抢答器具有锁存、定时、显示。即当抢答开始后，选手抢答按动按钮，锁存器锁存相应的选手编码，同时用LED数码管把选手的编码显示出来。接通电源后，主持人将开关拨到“清除”状态，，编号显示器为0,此时才可以再次抢答。选

手在抢答时，抢答器完成：编号锁存、编号显示。

2. 单元电路设计及元器件选择

（1）抢答电路

电路如图2所示。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示选手编号；二是要使其他选手随后的按键操作无效。实现该电路的功能的主要芯片是

74IS175 （图1为功能表，图2为逻辑功能图，图3为锁存器电路）

^4LS17o的功能表

图一

74LS175

图三

图

2

抢答电路

其工作原理为：当主持人控制开关处于“清除”时，

D

触发器的清零端为

低电平，使D 触发器被强制清零，输入的抢答信号无效。当主持人将开关拨到“开 始”时，D 触发器Q 非端前一状态为高电平，四个 Q 非端与在一起为高电平，再 和抢答按键信号和借位信号与在一起给 D 触发器的脉冲端，当没人抢答时，抢答 信号为低电平，

与门U11输出端为低电平给D 触发器脉冲端，当一有人抢答时， 抢答信号为高电平，

并和U2 U11输出端 为高电平给D 触发器，于是D 触发器就有一个上升沿，使得抢答信号经D 触发器

U2

5

12

13

DO

QO QO

D1 Q1 or D2 Q2 02 D3

Q3 03

>CLK MR

2

U ---------- =—^CLK

_— MR

"41忙吒

触发锁存再经过译码器74IS48译码，把相应的信号显示在数码管上。另外，当选手松开按键后，D触发器的Q非前一状态为低电平，与在一起后给与门U11, 使得U11的输出端为低电平给D触发器，则D触发器的脉冲输入端恢复原来状态，从而使得其他选手按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性及抢答电路的准确性。当选手回答完毕，主持人控制开关S是抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。

2.显示编号的电路

当有选手按下了开关后，快的那个选手的编号可以被输出并记忆起来送到 74IS48组成的编码器和七段显示器组成的显示台号电路中去显示出选手编号。

十输入BI/R 输出字

进制或功能LT R B

I

D C B A BO a b c d e f g 形

0 H H L L L L H :H H H H H H H 0

1 H X L L L H H L H H L L L L 1

2 H X L L H L H H H L H H L H 2

3 H X L L H H H H H H H L L H 3

4 H X L H L L H L H H L L H H 4

5 H X L H L H H H L H H L H H 5

6 H X L H H L H L L H H H H H 6

7 H X L H H H H H H H L L L L 7

8 H X H L L L H H H H H H H H 8

9 H X H L L H H H H H L L H H 9

10 H X H L H L H L L L H H L H 乱

11 H X H L H H H L L H H L L H 码

12 H X H H L L H L H L L L H H

13 H X H H L H H H L L H L H H

14 H X H H H L H L L L H H H H

15 H X H H H H H L L L L L L L

消隐

脉冲消隐

灯测试X

H

L

X

LL

X

X

L

X

X

L

X

X

L

X

L

L

H

L

L

H

L

L

H

L

L

L

L

H

L

L

H

L

L

H

L

L

H

8

（L 低电平 H 高电平X任意电平）表 1.七段LED译码驱动器7448功能表