数电课程设计八路抢答器

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8路智力竞赛抢答器(数电课程设计报告)

8路智力竞赛抢答器(数电课程设计报告)

数字抢答器的设计姓名李永宏学号201401910034年级14自动化专业自动化系(院)机械与材料工程学院指导教师王丹1 设计任务与要求 (1)1.1基本功能 (1)1.2 扩展功能 (1)2 设计原理 (1)3 电路设计 (2)3.1 抢答电路 (2)3.2 定时电路 (6)3.3 相关逻辑电路 (8)4元器件的使用列表 (10)5仿真结果 (11)6 设计体会 (11)参考资料 (12)8路智力竞赛抢答器1 设计任务与要求1.1基本功能(1)设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,其编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。

(2)给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。

(3)抢答器具有数据锁存和显示功能。

抢答开始,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁存,并在LED数码管上显示选手的编号,同时扬声器发出音响提示此外.要封锁输人电路,禁止其他选手抢答,并将优先抢答选手的编号—直保持到主持人将系统清零为止。

1.2 扩展功能(1)抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间长度可以由主持人设定(如30 s)。

当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的音响,音响持续时间为0.5 s左右。

(2)参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效;有效抢答结束定时器停止工作.显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。

(3)如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后做无效抢答,时间显示器上显示00。

2 设计原理定时抢答器的总体框图如图1所示,它由主体电路和扩展电路两部分组成。

主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答;扩展电路完成定时抢答的功能。

数电课程设计报告 八路抢答器Good

数电课程设计报告 八路抢答器Good

数字电子技术课程设计课题:八路智能抢答器设计电子科学系班级:姓名:学号:组员:指导教师:2014.07.02目录目录 (3)1 设计任务目的及要求 (4)1.1 设计目的 (4)1.2 设计要求 (4)1.3 实际实现的功能 (4)2 工作原理及设计方案 (5)2.1 设计方案选取 (5)2.2 最终实施方案 (8)2.3 原理框图 (8)2.4 设计思路 (9)2.5 设计流程图 (10)3 整体电路设计 (10)4 单元电路设计与实现 (11)4.1 锁存与编码单元 (11)4.1.1 锁存单元 (11)4.1.2 编码单元 (11)4.1.3 反相单元 (13)4.2 设定抢答时间单元及译码单元 (14)4.2.1 设定抢答时间单元 (14)4.2.2 译码单元 (16)4.3脉冲产生单元 (18)4.4 报警发声单元 (20)4.5 状态控制单元 (20)5 实物制作 (24)5.1 绘制印刷电路PCB图 (24)5.2 制作印刷电路板和焊接电路 (27)5 实验结果 (29)6 总结 (29)参考文献 (30)1 设计任务目的及要求1.1 设计目的通过课程设计,对数字逻辑的基本内容有进一步的了解,特别是时序逻辑电路的设计。

能把本学期学到的数字逻辑理论知识进行实践,操作。

在提高动手能力的同时对常用的集成芯片有一定的了解,在电路设计方面有感性的认识。

而且在进行电路设计的时候遇到问题,通过独立的思考有利于提高解决问题的能力。

在经过课程设计后,更明白数字逻辑电路设计的一般方法,以及在遇到困难怎么排除问题。

1.2 设计要求(1)基本功能在主持人宣布下,四组参与抢答。

当有抢答者首先按下抢答开关时,相应显示灯亮并伴有声响、并且显示其组号。

同时,抢答器不再接收其它组的抢答干扰。

电路具有时间控制功能。

要求在限定时间10秒(或30秒)后无人抢答时,该题作废,用声响提示。

(2)增加功能:无人抢答时,可以显示顺计时(或倒计时)的时间。

八路智能抢答器设计

八路智能抢答器设计

八路智能抢答器设计
一、概述
八路智能抢答器是一种在教室课堂上提出问题,学生用设置在课桌上
的发射器发出抢答信号,接收端实时识别收到的信号,并将收到的抢答信
号自动分配给对应的台数,从而实现抢答活动的目的,让学生更容易抢答,提高课堂参与度。

二、结构
发射器的功能:当学生按下按钮发送抢答信号时,发射器发出抢答信号,并将发送的数据编码,从而保证抢答信号不会被其他发射器的信号干扰。

接收端的功能:接收端接收来自各台发射器的抢答信号,识别信号,
并将收到的抢答信号分配给对应的台数,然后由接收端输出给抢答指示灯。

抢答指示灯的功能:抢答指示灯接收来自接收端的信号,控制灯的开关,来指示哪一台学生发出了抢答信号。

三、电路
发射器:发射器主要由发射管、指示灯、MCU(微控制器)、发射器模
块等组成,其中MCU负责编码抢答信号,发射模块负责将抢答信号发射出去。

数电课程设计八路智力竞赛抢答器设计

数电课程设计八路智力竞赛抢答器设计

数电课程设计八路智力竞赛抢答器设计课程设计任务书题目: 八路智力竞赛抢答器设计初始条件:◆教材:《电子线路设计·实验·测试》第三版谢自美主编华中科技大学出版社◆元器件:74LS48三片,72LS192两片,74LS279、74LS148、74LS00、74LS11、555各一片,数码管三个,发光二极管一个,开关、电阻、电容若干,面包板,导线若干◆仿真:Proteus仿真软件要求完成的主要任务: (包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)◆多路智力竞赛抢答器功能要求:基本功能:1.设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,她们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。

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,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,同时扬声器给出音响提示。

另外,要封锁输入电路,禁止其它选手抢答。

优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

扩展功能:1.抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间能够由主持人设定。

当节目支持人按下“开始”按钮后,要求定时器立即倒计时,并在显示器上显示,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续时间0.5s左右。

2.参赛选手在设定的时间内抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。

3.如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答,则本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00.报告要求:课程设计的内容要求用A4纸打印,且页数不得少于20页。

时间安排:第20周理论设计、实验室安装调试地点安排:鉴主15楼通信实验室一指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日摘要在各种智力竞赛场合,抢答器是必不可少的最公正的用具。

数电八路抢答器课程设计

数电八路抢答器课程设计

数电八路抢答器课程设计一、引言数电八路抢答器是一种基于数字电路设计的设备,用于进行抢答竞赛。

本课程设计将详细介绍数电八路抢答器的原理、设计过程和实现方法。

二、数电八路抢答器的原理数电八路抢答器由主控制器、显示屏、按钮和信号输入模块组成。

其工作原理如下:1. 主控制器通过按钮检测模块检测每个参赛者的按键动作。

2. 当有参赛者按下按钮时,按钮检测模块会向主控制器发送信号。

3. 主控制器根据接收到的信号判断哪个参赛者按下了按钮,并将该参赛者的编号发送给显示屏。

4. 显示屏上显示被判定为第一名的参赛者编号。

三、数电八路抢答器的设计过程1. 系统需求分析我们需要明确系统的功能需求和性能要求。

根据题目要求,我们需要实现一个能够支持最多8位参赛者同时抢答并显示第一名的系统。

2. 系统框架设计系统框架设计是整个设计过程的基础,它包括主控制器、显示屏、按钮和信号输入模块之间的连接关系和通信机制。

我们需要根据系统需求,确定各个模块的功能和接口。

3. 电路设计在电路设计中,我们需要根据系统框架设计的结果,选择合适的数字电路元件,并进行电路连线。

主要包括按钮检测模块、信号输入模块和显示屏的电路设计。

4. 电路测试与调试完成电路设计后,我们需要进行测试与调试。

通过外部信号源模拟参赛者按下按钮的动作,检验按钮检测模块是否正常工作;测试信号输入模块是否能够正确接收到参赛者编号;验证显示屏是否能够正常显示第一名参赛者的编号。

5. 系统集成与优化在完成各个模块的测试与调试后,我们需要将它们进行集成,并对整个系统进行优化。

可以添加声音提示功能或增加LED灯效果来提高用户体验。

四、数电八路抢答器的实现方法1. 硬件实现硬件实现是将上述设计过程中得到的电路图和元件连接起来以构建实际的抢答器设备。

可以使用面包板或印刷电路板来搭建电路,并根据需要进行元件的布局和焊接。

2. 软件实现软件实现是编写嵌入式程序,控制各个模块的工作。

主要包括按钮检测模块、信号输入模块和显示屏的控制程序。

8路抢答器设计八路智力竞赛抢答器

8路抢答器设计八路智力竞赛抢答器

1 前言1.1主要功能介绍(1)抢答器最多可供8名选手参赛,编号为1~8号,各队分别用一个按钮(分别为S1~S8)控制,并设置一个系统清零和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。

(2)抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来,同时蜂鸣器发出间歇式声响(持续时间为0.5秒),主持人清零后,声音提示停止。

(3)开关S作为清零及抢答控制开关(由主持人控制),当开关S被按下时抢答电路清零,松开后则允许抢答。

输入抢答信号由抢答按钮开关S1~S8实现。

(4)有抢答信号输入(开关S1~S8中的任意一个开关被按下)时,并显示出相对应的组别。

此时再按其他任何一个抢答器开关均无效,指示灯依旧“保持” 第一个开关按下时所对应的状态不变。

1.2扩展功能介绍(1)抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。

当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续时间0.5秒左右。

(2)参加选手在设定的时间抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示上显示选手的编号和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。

(3)如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00。

(4)当选手抢答完后,主持人可根据相关题的加减分对选手进行加分或减分。

2总体方案设计此次课程设计我们有两套方案一是硬件部分主要由单片机、74LS373锁存器、LED显示器、声音报警器和其它基本外围电子电路组成软件部分则采用51系列单片机通用C语言精心设计编写。

它所具有的功能包括:抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,当开关S按下,抢答器发出0.5秒的报警声系统开始进行计时,选手可进行抢答,当计时30秒之后若没人抢答,则系统发出警报并禁止抢答,定时显示数码管上显示00字样,之后等待开关S按下,系统复位;若在30秒有选手进行抢答,此时扬声器会发出3秒时间的警报,同时在定时显示数码管上显示选手抢答时间(以秒为最小单位),编号显示数码管上显示抢答选手编号,显示器上的状态直到开关S按下将系统复位为止;系统复位时所有的数码管不显示任何的数据。

八位抢答器课程设计

八位抢答器课程设计

八位抢答器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生理解抢答器的基本工作原理,掌握其电路组成及功能。

2. 学生了解数字电路基础知识,并能运用到抢答器的设计中。

3. 学生掌握抢答器程序设计的基本方法,能运用所学知识分析并解决实际问题。

技能目标:1. 学生能独立完成抢答器的电路搭建,提高动手实践能力。

2. 学生能通过编程实现抢答器的功能,培养编程思维和解决问题的能力。

3. 学生具备团队协作能力,能在小组合作中发挥个人优势,共同完成抢答器的设计与制作。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术的兴趣,激发创新意识。

2. 学生在学习过程中,养成积极思考、勇于探索的良好习惯。

3. 学生通过小组合作,培养沟通协调能力和团队精神,树立集体荣誉感。

课程性质:本课程为信息技术与电子技术的结合课程,注重实践操作和团队合作。

学生特点:八年级学生对电子技术有一定的基础,好奇心强,具备一定的动手能力和合作意识。

教学要求:结合学生特点,以实践为主,引导学生主动探究,注重培养学生的创新精神和实践能力。

将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 数字电路基础知识:介绍抢答器中涉及的逻辑门电路、触发器等基本元件,对应教材第3章相关内容。

- 逻辑门电路原理与功能- 触发器种类及其应用2. 抢答器电路设计与搭建:讲解抢答器电路原理,引导学生进行电路搭建,对应教材第4章相关内容。

- 抢答器工作原理- 电路元件选择与连接- 抢答器电路搭建与调试3. 抢答器程序设计:教授编程基础知识,指导学生进行抢答器程序设计,对应教材第5章相关内容。

- 编程语言基础- 程序流程图设计- 抢答器程序编写与调试4. 抢答器功能实现与优化:培养学生解决问题和团队协作能力,对应教材第6章相关内容。

- 抢答器功能测试与优化- 团队合作与分工- 项目总结与展示教学大纲安排:第一周:数字电路基础知识学习,了解逻辑门电路和触发器原理。

第二周:抢答器电路设计与搭建,动手实践电路连接与调试。

8路抢答器设计(含完整图)

8路抢答器设计(含完整图)

数字电路课程设计报告8路数字抢答器1.概述抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0 ~ S7表示。

另外设置系统清除开关一个,该开关由主持人控制。

抢答器具有锁存与显示功能。

即选手按动按钮,锁存相应的编号,扬声器发出声响提示,并在七段数码管上显示选手号码。

选手抢答实行优先锁存,优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

当主持人按下清除键后,参赛选手可以进行抢答,同时倒计时电路开始倒计时,抢答有效时,红灯亮,倒计时停止,显示器上显示选手的编号,并保持到主持人将系统清零为止。

2、8路数字抢答器各主要芯片介绍2.1、74LS14874LS148是一个8线—3线优先编码器。

74LS148外部管脚图、真值表如图所示:图一 74ls148 真值表由表不难看出,在0=S 电路正常工作状态下,允许70~I I 当中同时有几个输入端同时为低电平,即有编码输入信号。

7I 的优先权最高,0I 的优先权最低。

当07=I 时,无论其它输入端有无输入信号(表中以x 表示),输出端只给出7I 的编码,即000012=Y Y Y ,当74LS148的功能表输 入输 出S0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I2Y 1Y 0Y S Y EX Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0U CC Y EX Y S I 3 I 2 I 1 I 0 Y 0I 4I 5I 6I7S Y 2Y 1GND 图2 74LS148管脚图16 9 74LS148 1 80167==I I 、时,无论其它输入端有无输入信号,只对6I 编码,即输出为001012=Y Y Y 。

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数字电子技术课程设计报告八路智力竞赛抢答器的设计专业:电子信息科学及技术班级: 2012级1班姓名:学号:指导老师:电子通信及物理学院日期: 2015 年 1 月 10 日指导教师评语1设计要求在当代社会中企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。

过去在举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节,举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。

人们于是开始寻求一种能不依人的主观意愿来判断的设备来规范比赛。

因此,为了克服这种现象的惯性发生人们利用各种资源和条件设计出很多的抢答器,从最初的简单抢答按钮,到后来的显示选手号的抢答器,再到现在的数显抢答器,其功能在一天天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答,还兼具报警等等功能,有了这些更准确地仪器使得我们的竞赛变得更加精彩纷呈,也使比赛更突显其公平公正的原则。

在这一背景下本文利用74LS系列芯片设计了一种有效、便捷的八路数字抢答器。

设计要求如下:利用数字电路设计一个八路抢答器,允许八路参加,并具有锁定功能,用LED显示最先抢答的队号码,系统设置外部清除键,按动清除键,LED显示器自动清零灭灯。

数字显示功能:数字抢答器定时为30S,启动开启键以后要求Ⅰ)定时开始;Ⅱ)扬声器要短暂报警;Ⅲ)发光二极管亮灯;如果在30S内抢答有效,计时结束,30S内抢答无效,发光二极管灯灭。

2 设计任务本次描述的八路抢答器功能指标为:设计一个能支持八路抢答的智力竞赛抢答器;主持人按下开始抢答的按键后,有短暂的报警声提示抢答人员抢答开始且指示灯亮表示抢答进行中;在开始抢答后数码管显示30秒倒计时;有抢答人员按下抢答键后,在数码管上显示抢答成功人员的编号,倒计时暂停,同时后续抢答人员的抢答将无效;当主持人再次按下按键回到复位状态,倒计时的数码管保持显示30,显示人员编号的数码管灭,指示灯灭。

本次设计的电路由包括抢答电路、定时电路、报警电路在内的三部分电路组成。

抢答电路由按键、锁存器、优先编码器、数码管译码驱动器等器件组成;定时电路由555定时器、计数器、锁存器、数码管译码驱动器、开关等器件组成;报警电路由蜂鸣器、单稳态脉冲触发芯片等器件组成。

3 总体设计3.1原理分析3.1.1工作原理简介如图2.1所示为抢答器的结构框图,它由抢答电路、计时电路和报警电路三部分组成。

抢答电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答。

计时电路完成计时功能。

其工作原理为,当开始抢答的开关没有闭合时,抢答器处于禁止状态,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;主持人将开关置于"开始抢答"状态,宣布"开始"抢答。

定时器倒计时,扬声器给出声响提示。

选手在定时时间内抢答时,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示。

当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。

如果再次抢答只须主持人将开关断开后闭合。

3.1.2抢答器工作过程主持人开关拨到“开始抢答”状态,会有提示音,并立刻进入抢答倒计时(预设30s抢答时间),如有选手抢答,显示其号数并停止倒计时,只有第一个按抢答的选手有效。

如倒计时期间,主持人想停止倒计时可以随时将开关拨到“准备”状态,系统会自动进入准备状态,等待主持人拨回"开始抢答"进入下次抢答计时。

如果主持人将开关拨到“开始抢答”状态,而此时有人按了抢答按键则抢答无效,不会显示其号码。

3.1.3主要元器件功能介绍(1)8D锁存器74LS37374LS373为三态输出的8 D锁存器。

引脚说明:D0~D7 数据输入端,OE 三态允许控制端(低电平有效),Q0~Q7 输出端。

当三态允许控制端 OE 为低电平时,Q0~Q7为正常逻辑状态,可用来驱动负载或总线。

当 OE 为高电平时,Q0~Q7 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,Q 随数据 D 而变。

当 LE 为低电平时,D 被锁存在已建立的数据电平。

(2)优先编码器74LS14874LS148 为 8 线-3 线优先编码器。

将 8 条数据线(0-7)进行 3 线(4-2-1)二进制(八进制)优先编码,即对最高位数据线进行译码。

芯片管脚:0-7 编码输入端(低电平有效),EI 选通输入端(低电平有效),A0、A1、A2 三位二进制编码输出信号即编码输出端(低电平有效),GS 片优先编码输出端即宽展端(低电平有效),EO 选通输出端,即使能输出端。

(3)数码管译码器驱动器74LS4874LS48芯片是一种常用的七段数码管译码器驱动器。

引脚:A0-A3为译码地址输入端,BI/RBO为消隐输入(低电平有效)/脉冲消隐输出(低电平有效)LT为灯测试输入端(低电平有效),RBI脉冲消隐输入端(低电平有效),Ya-Yg段输出。

当A0-A3输入0到15时,段输出驱动数码管显示响应的数字。

(4)74LS192十进制可逆计数器74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。

CPU为加计数时钟输入端,CPD为减计数时钟输入端。

LD为预置输入控制端,异步预置。

CR为复位输入端,高电平有效,异步清除。

CO为进位输出:1001状态后负脉冲输出, BO为借位输出:0000状态后负脉冲输出。

3.2电路设计3.2.1抢答电路设计抢答电路的功能有两个:一是能分辨出选手按键的的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用;二是要使其他选手的按键操作无效。

选用优先编码74LS148和8D锁存器74LS373可以完成上述功能,其电路组成如图2.2所示。

其工作原理是:当主持人控制开关S9处于断开状态时,74LS373的锁存控制端为高电平不锁存,Q随数据D 而变。

此时8输入及非门74LS30的输出为低电平。

同时由于开关S9断开,数码管的共阴极为高电平,这样就不会在未抢答状态下显示号码了。

而此时74148的输入为八个高电平输出为三个高电平如果不加控制经7448译码输出后会在数码管上显示数字7。

这里把8输入及非门74ls30的输出接到7448的灭灯控制端BI/RBO,抑制数码管显示。

当开关S9被闭合时,进入抢答状态。

这时虽然开关S9闭合使或门74S32的一个输入端为0,但由于8输入及非门的输出仍为0所以74LS373的锁存控制端仍为1,不会阻止数据的通过。

当第一个按键按下时,74LS30的输出变为高电平,同时由于开关S9以闭合使得或门74S32的两个输入都为低电平,则锁存器373的锁存控制端ENG变为低电平,锁存此时的Q值。

理论上该值只有一个为低电平,其余为高电平,为低电平的那个即为抢答的成功的那个。

这时对74148来说就有了有效输入(某个输入端变为0),优先编码得到一个数字作为7448的输入在数码管上显示出来。

这样就完成了从抢答到显示的工作。

3.2.2定时电路设计定时电路主要实现30秒倒计时的功能。

该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS19构成的减法计数电路、74LS4译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。

完成的功能是当主持人按下开始抢答按钮后,进行30s倒计时。

当有人抢答时,计时停止。

两块74LS192 实现减法计数,通过译码电路74LS48显示到数码管上,其时钟信号由时钟产生电路提供。

74LS192 的预置数控制端实现预置数30s ,计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。

按键弹起后,计数器开始减法计数工作,并将时间显示在共阴极七段数码显示管上。

当有人抢答时,停止计数并显示此时的倒计时时间;如果没有人抢答,且倒计时时间到时,也停止计时。

其中555定时器和两个电阻、两个电容构成多谐振荡器产生周期为一秒的脉冲接到74LS192的减计数端进行每秒一次的减计数。

其震荡周期的计算公式为2ln )(111C R R T +=。

在电路中取Ω=K R 301Ω=K R 272F C n 4701=得震荡周期为T=(30k+27K)*470nF=1S 。

两片74LS192构成30进制减计数器。

当收到来自555定时器的脉冲时,控制个位的74LS192就会减计数,当它减到0再收到脉冲要继续减的时候,其借位输出端输出正脉冲使十位的74LS192减一计数。

开关的作用是在开关闭合时进行预置数,把两片74LS192分别预置位3和0。

74LS373的作用这里没有体现出来,它是在总的电路中用到的。

它用于在成功抢答后锁存数码管上显示的时间。

74LS48是数码管译码驱动器。

用于将573中锁存的数字显示出来。

这里的数码管是共阴极数码管,其共阴极直接接地没有像抢答电路中那样加入按键控制。

图2.3 定时电路3.2.3报警电路设计报警电路的作用是当开始抢答时进行短暂的报警提醒。

由于要求是短暂的报警提醒,所以要设计一种可以产生单脉冲的单稳态电路,使其在某个信号刺激下产生单脉冲使有源蜂鸣器发声一段时间后停止发声。

本次设计采用了一个集成的单稳态芯片构成单稳态电路。

当有脉冲到达时单稳态触发器进入暂稳态,输出高电平使蜂鸣器响进行发声报警。

在暂稳态维持一段时间后,自动返回稳态回到低电平,蜂鸣器停止发声。

将单稳态触发器的脉冲输入接到开关上,当开关闭合时产生一个脉冲使蜂鸣器发声。

电路有TTL 集成单稳态触发器构成。

输出脉冲宽度公式为RC w 69.0t 。

这里R 取30千欧姆,C 取10微法。

得到w t 约为0.2秒。

当输入下降沿时蜂鸣器就会响0.2秒。

3.2.4总电路设计把抢答电路、计时电路、报警电路三部分组合起来再加上一些控制电路就构成了总电路。

如图2.5所示。

当有人抢答成功时,八输入及非门输出为1而U10非门7404输出1,则及非门U9B输出0使计时电路中的74LS373锁存此时的时间,数码管时间不再变化,直到断开开关准备进行下一轮抢答。

开始抢答开关同时连接控制着一个指示灯,当开始抢答时指示灯会亮;开关也连接了一个由单稳态触发器构成的警报电路,开关闭合后会有一个脉冲送到单稳态触发器使其发出一个单稳态脉冲驱动蜂鸣器短暂鸣响提醒抢答人员抢答开始。

当脉冲结束后蜂鸣器停止鸣响。

当抢答结束要进行下一次抢答前开关再次断开,这是会同时使指示灯灭,显示号码的数码管灭,显示倒计时的两个数码管恢复显示30。

如此循环往复,构成整个抢答过程。

总的电路图见图2.5 总电路图4仿真调试4.1抢答电路仿真仿真结果:当“开始抢答”按键S9没有闭合时,按下S0到S9进行抢答没有效果。

当S9闭合时,数码管显示S0到S9中最先按下的按键号。

如图2.6最先按下了S5显示5。

后按下的键不会改变显示的数字。

“开始抢答”按键S9断开后,数码管灭。

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