简易抢答器的电路设计

简易抢答器的电路设计

学院名称公安技术学院

专业刑事科学技术、安全防范工程班级12级刑科、13级安防、刑科指导老师寇为刚

学生姓名脱海涛彭俊杰刘吉宏陈砚君

甘肃政法学院

2013年12月8日

摘要

本设计主要介绍用数电知识设计八路抢答器。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出，并与主持人开关相连接，即构成了抢答器的主体电路。经过布线、接线、调试等工作后数字抢答器成形。借助较少的外围元件完成抢答的整个过程，设计制作了八路抢答器，设计编程简单，工作稳定可靠。可供8人或8个代表队抢答，并用7段数码管显示首先抢答者的组别号码，有人抢答后自动闭锁其他各路输入，禁止其他人抢答，使其他组的开关失去作用，而显示最先按下抢答键的组别号。只有当主持人按下复位按键才能再次抢答。

关键字：抢答器数码管信号电路

Abstract

The design introduced by the number of electrical knowledge eight responder design. Input signal priority coding circuit, latch, decoder circuit will be the team's output on a display, and connected with the host switch, which constitute the main circuit responder. After wiring, wiring, commissioning work forming digital answering device. The whole process with fewer peripheral components to complete the answer, designed and produced eight way responder, programming is simple, stable and reliable work. For 8 people or 8 team competition, with 7 digital tube display first responder group number, some people answer automatic blocking other each input, no other answer, switch to other groups lose their effect, and shows the first press the answer key constituencies. Only when the host press the reset button again to answer.

Keyword：Responder Digital tube Signal Circuit

目录第一章设计系统

1.1分析技术要求

1.2选择技术方案

1.3确定原理方框图

1.4分析工作原理

第二章单元电路设计

2．1电路设计

2．2工作原理

2．3元器件的选择

第三章电路安装、调试与测试

3.1 电路安装

3.2 电路调试

3.3 电路测试

3.4 实物图

第四章课程设计小结

第五章心得体会

第六章参考文献

第一章设计系统

1.1 技术要求

一、基本要求：

1、抢答组数分为八组，序号分别为S0，S1,S3，S4,S5，S6，S7，优先抢答者按动本组按键，组号立即在LED显示器上显示，同时封锁其它的按键信号。

2、系统设置外部清除键，按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。

5、电源：220V/50HZ交流经过制作电源转成5V电源供电；

二、提交成果：

1、设计报告

2、作品

3、电路原理图：要求提交两份，一份为CAD/EDA软件绘制，另一份为手工绘制，图纸大小自定，但要符合标准，电路图绘制要规范。

三、设计进度：

1、时间：三周

2、进度安排：

（1）第一周选题，熟悉题目，分析要求，查找资料，选择方案，优化方案，确定原理方框图，单元电路设计，选择元器件；

（2）第二周进行电路仿真，确定电路原理图，画出电路原理图，购买元器件，焊接电路；

（3）第三周电路调试，电路测试，绘制电路原理图，完成设计报告，答辩。

1.2 技术方案

1、优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存，然后由译码显示电路显示编号；

2、控制电路要对输入编码电路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答；

4、当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。

制作抢答器可以用好多的方法，可以用单片机来完成，它的功能强大制作简单，并且外围的元件也很少；也可以用PLC来实现，他的制作也是比较简单；还可以用我们学过的EDA技术来制作；最后也可以用数字电路来实现，它的原理比较简单，集成块的价格也比较便宜且很容易购买，与我们学完的《数字电路》联系紧密，能将我们所学知识用于实际，对巩固所学知识有重要意义。

1.3 原理方框图

1.4 工作原理

接通电源时，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到，却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路。

第二章单元电路设计

2．1 电路设计

2.2 工作原理

工作原理

当任意一个选手按下抢答按钮后，74LS148开始工作，与输入端对应的输出端为低电平，低电平经过74LS148编码后输出的是一组与输入对应的三位二进制数，再经过译码显示电路将对应的编号显示出来。编码器74LS148工作时输出使能端为高电平，将其连接到锁存器的控制端口，使其由低电平变为高电平，禁止它再工作，即使其他选手再按动按钮，也不会再有输出，也就是完成了锁存功能。

2.3元器件的选择

器件介绍及参数确定：

1、74LS148的引脚图及构图

2、74LS279的引脚图及构图

3、74LS48的引脚图及构图

4、一位数码管引脚图及构图

第三章电路安装、调试与测试

3.1 电路的安装

电路是通过使用焊锡将器件连接在试验板上，路安装的时候首先要注意安

全，要防止电烙铁把自己和他人烫伤，还要防止将电源线的绝缘皮损坏。器件要焊接的在有金属一面，有利于器件的正常导通，，安装时部局要合理，根据三个单元讲电路板划分为三个部分，方便一一焊接，检查。

3.2 电路的调试

此电路是由电子技术中的数电制作而成，想要得到精确的值需要大量的调试，调试可以分步进行，如果出现了过大或者过小的情况，则应该检测焊接中是否出现短路或者断路，排除问题后再进行下一部分调试。

在调试中要注意电源的接法，在检测部分应该注意应加装上拉电阻否则三极如果出现了过大或者过小的情况，则应该检测焊接中是否出现短路或者断路，排除问题后再进行下一部分调试。管基极会承受巨大的电压会导致三极管发热甚至烧坏。

安装阻排与七段显示器时，要将阻排与74LS48并联。

3.3 电路的测试

1、在给电路连通电源时一定要先用外用表测试已经焊接的电路当中是否存在短路现象，若存在，应先排除再接电源，避免损坏电源和已经焊接的电路。

2、在调试之前，连通电源以后若出现异常情况，比如冒烟，有异味，应立即切断电源。

3、在确定电路没有异常情况时，接通电源，对电路的每一部分逐个进行调试，认真思考，大胆尝试，解决每一个可能引起电路不按设计工作的问题。1、在给电路连通电源时一定要先用外用表测试已经焊接的电路当中是否存在短路现象，若存在，应先排除再接电源，避免损坏电源和已经焊接的电路。

2、在调试之前，连通电源以后若出现异常情况，比如冒烟，有异味，应立即切断电源。

3、在确定电路没有异常情况时，接通电源，对电路的每一部分逐个进行调试，认真思考，大胆尝试，解决每一个可能引起电路不按设计工作的问题。

3.4 实物图

器件清单

74LS279 1个74LS148 1个74LS48 1个数码管1个发光二极管1个电阻10千欧 9个电阻510欧 1个

第四章课程设计小结

在设计之前，参考了许多相关的资料。在设计中又参考了以前讲过的八路抢答器的原理图，有了基本的思路。

但着手设计时，又出现了许多未预料到的问题，例如元件的选择：在选择编码器时，是采用普通编码器还是优先编码器。普通编码器中，任何时刻只允许输入一个编码信号，否则输出将发生混乱。所以选择了优先编码器。

在一些设计原理上也遇到了许多新问题。发现当电源接通后，无论有无人按按钮都会使音乐集成电路通电发出声响。

通过八路这次八路抢答器设计，我发现了以往学习中的许多不足，也让我掌握了以往许多掌握的不太牢的知识，感觉学到了很多东西。三周的课程设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐性和坚持下去的毅力。在整个电路的安装调试的过程中，花费时间最多的是各个元件电路的连接，电路的细节设计以及连完线路后的检查工作上，其中在连接电路是出现问题比较多，在148元件的连接的调试的时候出现了问题在这次过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当的烦琐，有时花很长时间检查电路故障，分析原因，那时心中就有点灰心，有时还特别想放弃，此时更需要静下心来，更仔细的查找原因。

总之，这次实验过程中我受益匪浅，在摸索我和我的搭档实现了课题所要求的结果。培养了我的设计思维，增加了动手操作的能力。更让我体会到实现电路功能喜悦。

第五章心得体会

我觉得通过这次的设计，我不仅学会了很多原来没有掌握的理论教科书上的知识，更多是学到了一些理论书上没有的，如设计各种功能电路的方法、修改电路等。在平时的学习中基本不会遇到错误的电路，但现在是自己设计，还要自己发现错误，再自己修改，所以这需要很好的知识基础。

课程设计基本结束了，它对我来说有很大的意义，锻炼了我独立思考和解决问题的能力，还培养了我的耐心，最后我收获的不仅是一份完整的设计方案，更是完成一项设计的自豪和自信，它使我变得更相信自己，也更认真的对待事情，更加务实和有耐心。

参考文献

1.伍时和主编《数字电子技术基础》，清华大学出版社，伍时和主编

2.谢自美主编《电子线路设计，实验，测试》华中科技大学出版社

3.康华光主编《电子技术基础数字部分》高等教育出版社

4.李海主编《74系列芯片手册》重庆大学出版社

5.孙梅生主编《电子技术基础课程设计》高等教育出版社

6.冯根生主编《数字电子技术基础》中国科技大学出版社