利用74LS175制作的八路抢答器

电子课程设计报告题目名称：八路抢答器设计

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指导教师：

南昌航空大学计算机学院

2008年06 月26 日

摘要

在市场上可能有很多的八路数显智力竞赛抢答器，但是本论文将提供一种新的八路数显智力竞赛抢答器设计方案，设置复位标志位便于区分不同原因引发的复位,作为一种新技术被越来越多的新型单片机所采纳。但本论文中的八路数显智力竞赛抢答器只是利用到最基本的复位方式。

经过考虑我们选择了74LS175芯片做八路抢答器。它的俗名是4D触发器。选择它是因为它具有D触发器的性质，有存储功能。本设计主要考虑了该芯片经CP脉冲，在不同的情况下对它有维持阻塞作用。在设计方案中。要设计八路抢答器，我们就选择了两个784LS175的芯片，因为每个芯片有四路。本抢答器拥有复位清零作用。并且有数码管显示选手的号码。方便。

关键字：I.抢答器…II.维持阻塞…III.存储功能，IV优先编码。

目录

摘要.................................................... (2)

.

前言.................................................................................. .4 第一章抢答器的概述.. (5)

1.1 设计要求 (5)

1.2抢答器的用途及要求 (5)

第二章电路设计原理及单元模块 (5)

2.1 74LS175的功能表内部结构及管脚图 (5)

2.2完成抢答器的置位及指示电路及其原理 (7)

2.3阻塞电路及其原理 (9)

2.4时钟脉冲的控制及其原理 (11)

2.5电路设计总原理图 (12)

第三章安装与调试 (13)

3.1电路的安装调试 (13)

3.2电路的测试 (13)

第四章实验结论 (14)

参考文献 (15)

附录………………………………………………………………….…. .15

前言

智力竞赛是一种能锻炼人的头脑开发人的IQ的一种大众化游戏，也起到娱乐的作用。现在智力竞赛越来越被多数人喜爱和娱乐，像中央卫视的三星智力快车、金苹果、幸运50等等多档智力竞赛节目都拥有大批的忠实观众。而且国内外各地电视台、工厂、学校等单位也会常常举办类似的智力竞赛活动，然而智力竞赛抢答器是必要设备。

在以前没有抢答器的时候，人们就举手来抢答。这样就不能够准确的判断哪个首先举手。因此产生矛盾。然后出现了一些机械似的抢答器，但是准确度都不高，而且又太贵，现在用的是电子产品，精确度大大的提高了，而且有的可调精确度。

74LS175四D触发器进行改进，从而设计出了本次实验的不露抢答器。本次设计包括三部分组成I：置位及指示电路，II阻塞电路，III时钟脉冲源。在没有CP脉冲的情况下可以自己制作CP脉冲，而且精确性可以调到非常非常精确，扩展空间非常广，可以是八路，十几路，甚至几十路，几百路抢答，其变化莫测。而且所用设备简单，仪器少，成本少，能力大等特点。工作原理简单、清晰，明了，很适合初学者使用。

第一章抢答器概述

1.1抢答器的设计要求

利用数字电路设计——八路抢答器，要求允许八路参加，并具有锁定功能，用LED实现最先抢答的队号码，系统设置外部清零键，按动清零键，LED显示器自动清零灭灯。

1.2抢答器的用途及要求

在我们玩游戏或者参加活动的时候，我们经常碰到抢答的问题，因此我们就用到了抢答器来解决这个问题，抢答器要求我们在多数人抢答的情况下，通过抢答器来判断谁先抢答，谁先按钮，以此而达到公平的原则。因此我们在做抢答器的时候，我们就要设计出能判别谁先抢到的功能，所设电路模块如下示意图

图1.2八路抢答器模块化

第二章电路设计原理及单元模块

2.1 74LS175的功能表内部结构及管脚图

74LS175的内部结构，和管脚图和其功能表如下

图2.1（1）74SL175内部结构和管脚图

其中RD 复位（清0端）接地，D1，D2，D3，D4分别是输入端，Q1,Q2,Q3,Q4.分别位输出端。CP是脉冲输入端。

图2.1（2）74LS175的功能表

L 代表低电平，H代表高电平

2.2、完成抢答的置位及指示电路

因为74LS175是由四个D触发器组成的，所以他具有D触发器的存储龚能，功能也差不多。

图2.2抢答器的置位及指示电路

该电路采用四D触发器74LS175作为抢答器置位及指示灯驱动器，它具有异步置0端CLR和时钟脉冲端CP。k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8。为八路抢答器开关，分别由八个抢答者控制，S是复位键（清0 端）D1-D8 分别是触发器的置位数据输入端，Q1到Q8分别是数据输出端，还有LED显示是那位先抢到。

由主持人宣布抢答开始时，主持人按下S键。74LS175的输出Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6,Q7,Q8全部为0.此时LED不亮。宣布抢答开始后，参

赛者按下抢答器，此时开关K与+5V点位接触，对应的四触发器的输入就为“1”当有CP脉冲上升沿到来时是四D触发器的输出置位“1”状态，此时高电平驱动器LED显示亮。此时只要有CP脉冲上升沿送入，有几个开关按下，就有几个灯被点亮，所以我们则需要改进，我们为了显而易见，我们用了LED数码管。通过13个二极管。把选手之间的关系完全隔阂起来，使之不相互影响。二极管正向导通，反向截止，就是用了这个功能，把它们接到4D 触发器的输出端。这样就可以在LED上显而易见的看到是那位选手首先按下开关。不过，当有很多位按下时，只有有CP脉冲的上升沿脉冲不断进入的4D 触发器，则会出错。因此要改进。那么怎样控制CP脉冲。因此就我们设计了个阻塞电路。

2.3阻塞电路

有人抢答后，电路应该不再接受其他抢答信号，后抢答者无效，电路应该锁住其他7为抢答者的电路，其阻塞电路如下图。

图2.3阻塞电路