数电课程设计-八人智力抢答器
智力抢答器 八路

电子技术课程设计题目八路智力抢答器学院名称指导教师职称班级学号学生姓名年月日电子技术课程设计任务书电工电子技术课程设计任务书目录摘要 (5)1 方案简介及其选择 (5)2 八路抢答器各部分的设计及其原理2.1 抢答电路设计 (7)2.2 定时电路设计 (10)2.3 秒脉冲产生电路设计 (11)2.4 报警电路设计 (12)2.5 时序控制电路设计 (13)2.6 抢答总体电路设计 (14)3 抢答器电路的仿真3.1 秒脉冲产生电路的仿真 (17)3.2 抢答电路的仿真 (18)3.3 定时电路的仿真 (19)心得体会 (20)参考文献 (21)附录 (22)摘要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。
在我校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。
为解决这个问题,就本次课程设计做一个成本低又能满足要求的八路数显抢答器。
本设计是模电、数电以及应用软件如multisim、protel等的综合课程设计。
1 方案的简介及其选择本电路由主体电路和扩展电路组成,分别由集成编码器、计数器、触发器、定时器和必要的门电路等组成,其中主体电路的作用是完成主持人的控制系统清零与抢答开始功能以及完成参赛者的抢答并显示其编号的功能,扩展电路即控制电路,主要包括秒脉冲发生电路和定时电路。
该抢答器实现了以上清零、抢答、数据锁存、自动计时等功能,可以保证8个参赛者或参赛队公平的抢答。
要求是:1. 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。
2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
3. 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,并在LED 数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。
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除为止。
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路智力竞赛抢答器

一、概述电路选用优先编码器74LS148 、锁存器74LS373 、74LS48译码和一个7段数码管组成抢答显示电路;定时显示主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、和2个4段数码管即相关电路组成;由555定时器和三极管构成的报警电路。
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,编号显示器灭灯,定时器显示设定时间;主持人将开关置;开始"状态,宣布"开始"抢答器工作。
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、扬声器提示。
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。
如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。
二、方案设计与论证设计一个8路智力竞赛抢答器,具体设计要求如下:1.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。
2.设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
3.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,并在LED数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。
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除为止。
4. 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。
当主持人启动“开始”键后,定时器进行减计时。
5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答,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的时间,并保持到主持人将系统清除为止。
6. 如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。
数字抢答器总体方框图如图2-1所示为总体方框图。
其工作原理为:接通电源后,主持人将开关置“开始”状态,抢答器工作,定时器倒计时。
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、扬声器提示。
基于Multisim的八路智力抢答器设计

数字电路课程设计任务书数字电路设计说明书学院名称:计算机与信息工程学院班级名称:通信14 学生姓名:余浩学号: 2014211453 题目:八路智力抢答器设计指导教师:刘晓兰起止日期: 2015.12.21--2016.1.3第一部分:正文部分一选题的相关背景:当今的社会竞争日益激烈,选拔人才,评选优胜,知识竞赛之类的活动愈加频繁,而在竞赛中往往分为几组参加,这时针对主持人提出的问题,如果要是让抢答者用举手等方法,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。
比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者,这就要有一种抢答设备作为裁判员,这就必然离不开抢答器。
抢答器是一种应用非常广泛的设备,在各种竞赛、抢答场合中,它能迅速、客观地分辨出最先获得发言权的选手。
早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成,能通过发光管的指示辩认出选手号码。
现在大多数抢答器均使用单片机或数字集成电路,并增加了许多新功能,如选手号码显示、抢按前或抢按后的计时、选手得分显示等功能。
简易逻辑数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。
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;用控制电路和主持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。
通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。
通过这次课程设计,初步掌握数字电路抢答器的调整及测试方法,提高思考能力和实践能力。
同时通过本课题设计,巩固已学的理论知识,建立逻辑数字电路的理论和实践的结合,了解多功能抢答器各单元电路之间的关系及相互影响,从而能正确设计、计算定时计数的各个单元电路。
初步掌握多功能抢答器的调整及测试方法。
随着改革开放事业的不断深入,促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样,抢答器作为一种工具,已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
但抢答器的使用频率校低,且有的要么制作复杂,要么可靠性低,减少兴致。
作为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受,但每年使用的次数极少,往往因长期存放使(电子器件的)抢答器损坏,再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展。
八人抢答器的课程设计

汇报人:
单击输入目录标题 课程设计背景 课程设计需求分析 课程设计总体方案 课程设计的硬件部分 课程设计的软件部分
添加章节标题
课程设计背景
课程设计的目的和意义
提高学生的实践能力
培养学生的创新思维和团队协 作能力
提高学生的电子技术应用能力
培养学生的工程实践能力和解 决问题的能力
课程设计的挑战: 在设计过程中, 需要解决硬件和 软件方面的问题, 如电路设计、程 序编写等,同时 还需要考虑到产 品的实用性和趣 味性。
课程设计需求分析
用户需求分析
用户需求:需要一款能够支持八人同时抢答的设备 功能需求:抢答器需要具备抢答、计分、计时等功能 性能需求:抢答器需要具备稳定性、准确性和响应速度 外观需求:抢答器需要具备美观、易操作和便携性
电路原理图设计
电源模块:提供稳 定的电源电压
控制模块:控制抢 答器的启动和停止
输入模块:接收抢 答信号
输出模块:显示抢 答结果
保护模块:防止过 载和短路
连接模块:连接各 个模块,实现信号
传输
电路板制作与焊接
电路板设计:根 据电路原理图设 计电路板
电路板制作:使 用PCB软件进行 电路板制作
电路板焊接:使 用电烙铁进行电 路板焊接
系统设计:确定硬件和软件 架构,选择合适的元器件和 编程语言
需求分析:明确八人抢答器 的功能需求
程序设计:编写程序代码, 实现抢答器的功能
测试与调试:对抢答器进行 测试,发现问题并进行调试
撰写报告:撰写课程设计报 告,总结设计过程和成果
课程设计的硬件部分
硬件设备选择
微控制器:选择Arduino UNO作为主控芯片 按键模块:选择8个独立按键作为输入设备 显示模块:选择LCD1602作为输出设备 电源模块:选择5V电源适配器作为电源供应 连接线:选择杜邦线作为硬件设备之间的连接线
课程设计8位数字抢答器(电路图、实验报告都有)

课程设计课程名称_电子技术综合设计与实践题目名称8位数字抢答器学生学院自动化学院专业班级网络工程04班学号**********学生姓名吕国鸿指导教师王春茹2008年11 月23日广东工业大学课程设计任务书题目名称8位数字抢答器学生学院自动化学院专业班级网络工程04班姓名吕国鸿学号3106001476一、课程设计的内容设计一个8位数字抢答器。
二、课程设计的要求与数据设计要求包括:1. 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。
2. 设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
3. 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,并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。
4. 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如,30秒)。
当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时。
5. 参赛选手在设定的时间内进行抢答,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的时间,并保持到主持人将系统清除为止。
6. 如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统通过一个指示灯报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。
三、课程设计应完成的工作1. 利用各种电子器件设计8位数字抢答器;2. 利用DE2板对所设计的电路进行验证;3. 总结电路设计结果,撰写课程设计报告。
四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献[1] 陈永浦. 数字电路基础及快速识图[M]. 人民邮电出版社, 2006. 275-277.[2] 侯建军. 数字电路实验一体化教程[M]. 北京清华大学出版社, 2005. 77[3] 范文兵. 数字电子技术基础[M]. 北京清华大学出版社, 2008.发出任务书日期: 2008 年 11 月 24 日指导教师签名:计划完成日期: 2008 年 11 月 28 日基层教学单位责任人签章:主管院长签章: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。
8路智力竞赛抢答器方案(完整方案)
昆明工业职业技术学院课程设计设计题目:8路智力竞赛抢答器的设计班级:10级计算机控制技术学生姓名:学号:指导教师:白文忠职称:讲师指导小组组长:教学班负责人:提交日期:2012年月日8路智力竞赛抢答器的设计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。
关键词:八路抢答器;定时;计时;编码;译码AbstractThis design mainly introduces several electrical design with knowledge of eight way responder.Priority encoder circuit, latch, decodercircuit will be teams of the input signal in the display output, and host switch connected, which constitute the main circuit of the responder.After wiring, wiring, commissioning work forming digital answering device.With fewer peripheral component finish vies to answer first the entire process, design of eight way responder, programming is simple, stable and reliable work.For 8 or 8 teams vies to answer first, and the 7 digital tube display first responder group number, automatic locking other people answer after each input, no other answer, the other group switch out of action, and show the first pressing the answer key category.Only when the host press the reset button to again vies to answer first.Key words:Eight way responder;Timing;Time;Code;Decoding目录一、设计内容及设计要求(一)基本功能(二)扩展功能二、设计及原理(一)设计框图(二)设计原理三、抢答器的基本原理及电路的设计方法(一)抢答电路的的设计(二)定时电路的设计(三)报警电路的设计(四)时序控制电路的设计(五)整机电路的设计四、主要器件及功能(一)8线-3线优先编码器74LS148(二)十进制可逆计数器74LS192(三)七段数码管译码器驱动器74LS48(四)锁存器74LS148(五)555定时器五、元器件列表六、设计体会一、设计任务及设计要求(一)基本功能1.设计一个智力抢答器,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,个用一个抢答按钮,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。
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号码。
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内抢答,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秒内有选手进行抢答,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。
数电课程设计报告——八路数字式抢答器
课程设计报告设计题目:八路数字抢答器的设计与实现班级:学号:姓名:指导教师:设计时间:2012年7月摘要抢答器是为智力竞赛者答题时进行抢答而设计的一种优先判决器电路,广泛应用于各种知识竞赛、文娱活动等场合。
本次课程设计的抢答器通过选手按键、数码显示等功能准确、公正并且直观的判断出选手抢答的优先顺序。
本次课程设计的数字抢答器由主体电路和扩展电路共同组成。
优先编码器、锁存器、译码电路完成将参赛队的输入信号在显示器上输出的功能;主体电路由用控制电路和主持人开关启动报警电路这两部分组成。
定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上完成输出计时的功能,这些部分构成扩展电路。
该抢答器电路对犯规抢答者(包括提前抢答和超时抢答)除有声、光报警外,还有显示抢答犯规者序号功能。
同时本抢答器仅用数字芯片便实现了抢答并显示编号的功能,同时自动锁存优先编号使得本抢答器具有显示直观的特点,配合声音提示,使得抢答器效果更为生动。
抢答器的设计利用Multisim7完成了原理图设计和电路仿真,具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能,应用效果良好。
关键词:抢答器,锁存,仿真目录摘要 (2)第1章概述··············································第2章课程设计任务及要求·································2.1设计任务············································2.2设计要求············································第3章系统设计···········································3.1方案论证············································3.2系统设计············································3.2.1 结构框图及说明·································3.2.2 系统原理图及工作原理···························3.3单元电路设计········································3.3.1 单元电路工作原理·································3.3.2 元件参数选择·····································第4章软件仿真···········································4.1仿真电路图·········································4.2仿真过程···········································4.3仿真结果···········································第5章安装调试···········································5.1安装调试过程·······································5.2故障分析···········································第6章结论···············································第7章使用仪器设备清单···································参考文献··················································收获、体会和建议··········································第1章概述当今的社会竞争日益激烈,选拔人才,评选优胜,知识竞赛之类的活动愈加频繁,因此,在许多比赛活动中为了准确,公正的进行每一场比赛,特别设置了一台具有显示第一抢答者并锁定、犯规警告等多种功能的抢答器,该设计针对各种要求设计出可供八名选手参赛使用的数字式竞赛抢答器,适用于各大中小电视台,学校等单位举行的智力竞赛。
八路智力竞赛抢答器课程设计说明书
摘要:八路智力竞赛抢答器是一个可供八个参赛组进行智力竞赛的电路装置,该装置由主体电路与扩展电路组成。
优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛组的输入信号在显示器上输出;用控制电路和主持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。
通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。
本文详细介绍了抢答器的设计方案、功能及在设计过程中所做的改进。
关键词:抢答电路;定时电路;报警电路;时序控制1引言抢答器作为一种电子产品,早已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
但目前使用的抢答器存在分立元件较多,造成每路的成本较高,而现代电子技术的发展要求电子电路朝数字化、集成化方向发展,因此设计出数字集成化全集成电路的多路抢答器是现代电子技术发展的要求。
本文按照这一要求,并根据74LS148八路锁存器的功能特点,用74LS148和其他几块常用的74LS系列数字集成电路设计出了八路抢答器电器。
本文介绍的八路抢答器与普通抢答器相比,具有以下几方面优势:(1)具有清零装置和抢答控制,可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则。
(2)具有定时功能,在30秒内无人抢答表示所有参赛选手或参赛队对本题弃权。
(3)30秒时仍无人抢答其报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答。
目录根据实际情况可有可无。
2总体设计思路2.1设计任务与要求:(1)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。
(2)设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
(3)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,并在LED数码管上显示,同时扬声器发出报警声响提示。
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除为止。
(4)抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。
当主持人启动“开始”键后,定时器进行减计时,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续的时间0.5秒左右。
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数字电子技术课程设计报告
题目: 八人智力抢答器 专业: 通信工程 班级: 姓名: 学号: gdpnzzm@163,com 序号:
日期: 2013年 1 月 可复制、编制,期待你的好评与关注!
目录 一:设计目的 3 二:设计要求和设计指标 3 三:总体框图设计 3 四:功能模块设计和原理说明 4 五:总电路图与器件 11 六:本设计改进建议 12 七: 总结(感想和心得等) 13
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一. 设计目的 为了让学生更加深刻理解数字电子技术中的各项元器件的原理和运用,开展数字电子技术课程时间,增进学生对知识的理解和运用,增加学生学习兴趣。
二. 设计要求和设计指标: A: 抢答组数分为8组,每组序号分别为1,2,3,4,5,6,7,8,按键SB0~SB7分别对应8个组,抢答者按动本组按键,组号立即在LED显示屏上显示,同时封锁其他组的按键信号
B: 数字抢答器定时为30s,通过按控制键启动抢答器后,要求30s定时器开始工作,发光二极管点亮。
C: 抢答者在30s内进行抢答,则抢答有效,如果30s定时到时,无抢答者,则本次抢答无效,系统短暂报警。
三. 总体框图设计
红灯2 数码显示 脉冲电路 倒计时器 门电路 数码显示 红灯1 优先编码电路 门电路 主持人 选手 可复制、编制,期待你的好评与关注!
四. 功能模块设计和原理说明
本设计主要有555定时器产生的脉冲模块。还有30秒倒计时模块。倒计时
模块的设计灵感来源于实验指导书的最后一个实验,电子秒表。八选一抢答模块,还有显示模块和反馈模块。
555定时器模块:
本模块利用书本中第八章,用555定时器组成多谐振荡器的知识,运用公式 tpL=R2cln2=0.7R2C
tpH=(R1+R2C)LN2=0.7(R1+R2)C f=0.7(R1+R2)C+0.7R2C 可复制、编制,期待你的好评与关注!
根据本次课程设计的要求,我们的555需要提供1Hz的时钟脉冲信号,所以我由公式设计得出该电路的电阻应为R1=R2=48K,C=10uf。
另外图中,10000pf电容即10nf电容是滤波电容。 555的脉冲输出口是3号口,我们并不是直接将555连接74LS192芯片,而是通过一个开关之后,和一个与门之后连接74LS192。这样实现了暂停的功能。这部分将另外说明。
30秒倒计时模块:
30秒倒计时是主要是由74LS192完成功能,74LS192是一个十位加减计数
器,本次课程设计中用到的功能是倒计时功能,所以我们将CPu口接高电平。低位片的CPd时钟信号由555定时模块提供。555提供1Hz脉冲让低位片进行倒数,实现1秒减一的功能。
而高位片的CPd时钟脉冲由低位片的TBO借位提供。当低位片芯片从0减到9时,会由TBO产生一个脉冲信号。此时高位片收到低位片的脉冲信号,高位片减一,继续等待下一个时钟脉冲TBO的到来。这样就实现了10秒减一的功能。
另外我们还在PL位接了一个按钮,这个按钮是实现30秒倒计时的置数功能,在实际适用中还充当开始键的功能,这部分功能将另外解说了。由于PL是低电平有效,所以一开始通过一个电阻接了一个高电平,当电阻接高电平到PL口是,默认电阻为一条导线,当按键的时候按下的时候,VCC经过电阻到达地,此时PL为低电平,所以置位位有效。所以两块芯片分别被置位为如图所示的电压。即:
高位片的D3D2D1D0=0011; 低位片的D3D2D1D0=0000; 这样就实现了30秒的置数。
八人抢答功能模块:
八人抢答模块主要是有74LS148八选一优先编码器和74LS279RS锁存器实
现。74LS148的真值表如下:
输入 输出 可复制、编制,期待你的好评与关注!
EI 0 1 2 3 4 5 6 7 A2 A1 A0 GS EO H X X X X X X X X H H H H H L H H H H H H H H H H H H L L X X X X X X X L L L L L H L X X X X X X L H L L H L H L X X X X X L H H L H L L H L X X X X L H H H L H H L H L X X X L H H H H H L L L H L X X L H H H H H H L H L H L X L H H H H H H H H L L H L L H H H H H H H H H H L H
由真值表可知,当74LS148由无输入到有输入的变化中,GS由高电平变为低电平, EO由低电平变为高电平。
我们利用E0的变化做成了一个反馈模块,实现了灭零的功能。这部分将在反馈模块中进行说明。
由于74LS148并没有锁存的功能,当优先级低的信号先按下去松开之后,又有了高优先级的信号,74LS148只会输出高优先级的信号,这样就不能实现抢答的公平性。我们就利用了74LS279的锁存功能实现了74LS148只能输入一次,不能重复触发的效果。
首先我们将74LS148的输出口A0A1A2分别连接74LS279的RS锁存器的S端。实现置数功能。而另外一端通过一个电阻连接高电平。
当R端无效的时候,由A2A1A0所输入的S1S2S3进行置位,此时A2A1A0=S1S2S3;此时有反馈将S1&S2&S3反馈给74LS148的EI使能端,如果有输入,反馈结果为1,则输入使能无效,则无法再进行输入。
R端通过一个电阻连接VCC,另有一端如图所示通过按钮连接地。当按钮按下时候,R端有效实现清零作用,这时候EI使能端有效,从而实现了再次输入进行第二轮抢答功能。 可复制、编制,期待你的好评与关注!
(R端这部分在最后由于功能实现方法跟置数功能实现方法相同,而且起到的作用也都是进行第二次开始的按键,我们就将其合并为同一个按钮,以节省使用者操作次数。)
反馈模块: 反馈模块是实现电路功能的一个重要模块,所以再次单独说明。 反馈模块主要可以分为三个方面,一个是实现30秒倒计时的暂停功能,一个是实现30秒倒计时开始和八人抢答模块的输入使能控制,一个是实现灭零功能。
30秒倒计时到00秒的时候如果没有反馈模块,74LS192将自动减到99秒,而这跟我们的电路要实现的效果不一致。这就需要一个自动反馈的模块。不难观察,当30秒倒计时到00秒的时候,高位片的Q1Q0和低位片的Q3Q2Q1Q0都是低电平,它们相或也是一个低电平。即Q1+Q0+Q3+Q2+Q1+Q0=0。若此时与555时钟信号相与,则无时钟信号给低位片CPd,则74LS192不再进行计数。而其他时候,Q1+Q0+Q3+Q2+Q1+Q0=1,则与555时钟脉冲相与之后,555时钟脉冲信号会跟原来一致。即:
555
0 CP 0 555
1
CP 可复制、编制,期待你的好评与关注!
而计数停止除了倒计时到0之外还有另外一种情况,就是当有人按下按键的时候应当停止倒计时。
这时联想到74LS148的拓展输出端GS的真值表。GS由没输入到有输入的过程,GS由高电平变为低电平,如果将其与555信号相与则555输出的型号经过与门之后就会变成了0,此时74LS192没有时钟脉冲信号,则74LS192不会进行倒计时。
30秒启动功能是由上述功能引申而来的,一开始置位PL位无效的时候,74LS192的输入电平全为0,输出电平也全为0,此时通过74LS32与门的555信号全为低电平,当按下开关按钮,置数之后输出的Q1+Q0+Q3+Q2+Q1+Q0=1,则输出的波形和555的波形一致。
与此同时,由于当元器件是第二次启动的时候,74LS27可能保留有上次锁存的数据,这时候需要给锁存器一个清零的信号同时实现74LS148的能够重新输入,这时候由于Q1+Q0+Q3+Q2+Q1+Q0=1通过一个反相器之后则为0,所以EI输入使能有效,则74LS148能重新输入,进行第二次抢答。
我们将启动功能和清零功能结合在一起,减少了按键操作次数,大大简化了电路还有按键操作次数,这是本设计的一大亮点。
原理图如下: 可复制、编制,期待你的好评与关注! 灭零功能: 八人抢答电路中,当没有抢答信号的时候,输出型号为HHHH,与输入为0时相同,这样会造成混淆,但是同时EO的电平在无输入时候和有输入时候是不同的,我利用了这一点,做了一个反馈电路,将EO反馈给RBI和RBO,从而实现无输入时候的灭零功能。
显示模块: 可复制、编制,期待你的好评与关注!
显示模块是由74LS48七段译码显示驱动器和共阴(CK)八段数码管组成的。由于我们使用的是八段数码管,所以我们的“.”不需要用到,所以我们将数码管的.接零,以达成跟我们仿真图一样的效果。
其次,我们在数码管与驱动器之间链接了200欧电阻,以实现限流,避免烧坏二极管。在实际操作中,由于使用了100欧电阻,烧坏了一个数码管,这是一个深刻的教训。
74LS48 主要是将二进制的数转化为七段数码管的显示引脚电压。74LS48的引脚图为:
74LS48的真值表如下:
在倒计时模块中,我们没有设置灭零功能,因为这可以给我们一个开始的信号,而在八选一抢答模块中,我们采用了这种功能,利用GS电位的变化来控制RBI/RBO的电位变化。从而实现灭零功能。此功能在反馈模块中说明,在此不再