课程设计八路数字抢答器

电子课程设计

-------八路数字抢答器

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2013年12月

目录

一. 设计任务及要求------------------------------2

二. 总体框图------------------------------------2

三. 选择器件------------------------------------3

四. 功能模块------------------------------------6

五. 总体设计电路图------------------------------9

六. 收获心得与体会------------------------------12

八路数字抢答器

第一部分设计任务与要求

一个可供八个人抢答的多路抢答器，可以显示优先抢着的序号，并同时有灯光提示。当一次抢答完毕，可由主持人按复位键重新开始下一次抢答。

（1）抢答器同时供8名选手或8组选手比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7；

（2）设置一个系统清零和抢答器控制开关，该开关由主持人控制；

（3）抢答器具有锁存和显示功能，即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示。

（4）设置指示灯，有人抢答则灯亮。

第二部分总体框图

1、总体框图

图1抢答电路原理图

如图1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到“清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器显示0，主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作。选手开始抢答到抢答完成：优先判断、编号锁存、编号显示。当一轮抢答之后，禁止二次抢答。如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。

2 、设计思路

本题目的根本任务是准确判断出第一个抢答者并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效，同时还必须注意，第一个抢答信号应该在主持人

发出抢答命令之后才有效。

当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码电路及数码显示电路显示出抢答者的组别，同时该组的指示灯亮。

需等主持人清零后开始下一轮抢答。

第三部分选择器件

选择的器件如表1所示。

表1 器件使用表

器件名称数量

集成电路74LS148 1

RS触发器74LS279 2

非门74LS04 8

七段数码显像管 1

电阻1.0 kΩ 9

电阻 10.0 kΩ 1

开关 9

指示灯 8

主要器件说明：

1、74LS148

74LS148逻辑符号如图2所示。

图2 74LS148逻辑符号

74LS148内部原理如图3所示。

图3 74LS148内部原理图

74LS148逻辑功能表如表2所示。

表2 74LS148逻辑功能表

输入输出

EI 0 1 2 3 4 5 6 7 A2 A1 A0 GS E0 1 X X X X X X X X 1 1 1 1 1

1 1 0 0 X X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 X X X X X X 0 1 0 0 1 0 1 0 X X X X X 0 1 1 0 1 0 0 1 0 X X X X 0 1 1 1 0 1 1 0 1

0 X X X 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 X X

0 X 1

1 0 1

逻辑功能说明：当EI输入高电平时，输出全为高电平；

当EI输入低电平时，对最大输入数字进行优先编码，输出信号

为低电平有效的3位二进制编码。

2、74LS279

74LS279逻辑符号如图4所示。

图4 74LS279逻辑符号

74LS279内部原理图如图5所示。

图5 74LS279内部原理图

74LS279逻辑功能表如表3所示。

输入输出S1&S2 R Q

1 1 Q

0 1 1

1 0 0

0 0 X

逻辑功能说明：输入S1&S2高电平，R高电平，输出为Q，有保持的功能；

输入S1&S2低电平，R高电平，输出为高电平，有置1的功能；

输入S1&S2高电平，R低电平，输出为低电平，有置0的功能；

输入S1&S2低电平，R低电平，输出为不存在，不允许。

3、74LS04

74LS04逻辑符号如图6所示。

图6 74LS04逻辑符号

74LS04逻辑功能如表4所示。

输入输出

0 1

1 0

输入高电平，输出低电平。

第四部分功能模块

1.开关阵列电路

电路如图7所示，该电路由多路开关所组成，供抢答者使用，每一抢答者与一个开关相对应（开关J1—J8的代号分别是0、1、2、6、7，即抢答者的组号，便于主持人看到显示器上的数字后，能准确宣布谁是优先抢答者）。开关应为常开型，当按下开关时，开关闭合；当松开开关时，开关自动弹出断开。

图7 开关阵列电路

2．触发锁存电路

电路如图8所示，当某一开关被按下时，触发锁存的电路被触发，在输出端产生相应的开关电平信息。同时为了防止其它开关随后触发而产生紊乱，让最先产生的输出电平返回来将触发锁存器的电路锁定。若有多个开关同时按下时，则在它们之间存在着随机竞争的问题，结果只能是它们中的任一个产生有效输出，任然达到了优先判断的效果。