八路抢答器电路设计教学设计

附件：八路抢答器电路设计教学设计教学设计模板聚焦教学重难点的信息化教学设计课题名称：八路抢答器电路设计姓名：刘李丽工作单位：陕西省山阳县职教中心学科年级：高二教材版本：高教版一、教学内容分析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30s)。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，同时蜂鸣器发出声响。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。二、教学目标1、培养数字电路的设计能力。2、掌握抢答器电脑设计方法。三、学习者特征分析14春学生，基础还可以，面临毕业，学习积极性不高，但是动手能力强。四、教学策略选择与设计1、设计总体框2、单元电路设计方案和原理说明⒊报警电路设计五、教学重点及难点1、重点：数码显示管的使用。2、难点：安装调试六、教学过程1设计内容a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，他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，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。b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。c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，同时蜂鸣器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。d.用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告2设计要求a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30s)。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，同时蜂鸣器发出声响。b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。c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。3、设计总体框如图（一）所示为八路智力竞赛抢答器的总体方框图。其工作原理如下：抢答器系统原理框图如上所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，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4、单元电路设计方案和原理说明a抢答器电路设计其原理说明：(1)、抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示译码电路用；二是要使其它选手按键操作无效。(2)、选用优先编码器74LS148、RS锁存器、译码器7448组成抢答电路(3)、抢答电路工作原理：当控制开关置于“清除”位置时，RS触发器的R—端为低电平，输出Q4—Q1全为低电平。此时7448的BI—=0，显示器灭灯；74LS148选通输入ST—=0,74LS148处于工作状态，而锁存电路不工作。当控制开关置于“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，当有选手按键抢答时，如5号选手优先按5号键，则74LS148输出Y2Y1Y0=010，YEX=0，经RS锁存后，Q1=1，BI—=1，7448工作，Q4Q3Q2=101，经7448驱动译码后，显示器显示数字5。Q1=1使74LS148为高电平。即74LS148禁止工作，封锁其它按键输入，当按下的按键松开后，74LS148的Y—EX为高电平，但由于Q1输出仍为高电平不变，所以74LS148仍处于不工作状态，其它按键的输入信号不被接受，这就保证抢答者的优先性及抢答电路的准确性。如图（二）所示为八路智力竞赛抢答器的抢答电路单元图，b定时电路设计主持人设定抢答器时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供，可预置时间进行倒计时电路选十进制同步可逆，计数器74LS192进行设计，倒计时到零时，定时电路输出低电平有效的“定时到信号”。如图（三）所示为八路智力竞赛抢答器的定时电路单元图。同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如图3所示。控制开关定时信号定时信号数据预置端数据预置端c.报警电路设计由555定时器和三极管构成报警电路如下图所示，其中555构成多谐振荡器，振荡频率，其输出经三极管推动扬声器，PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之电路停振。如图（四）所示为八路智力竞赛抢答器的报警电路单元图。R5PRd.控制电路设计抢答器控制电路是抢答器设计的关键，它要完成以下三项功能：①主持人将控制开关拨到“开始”位置时，扬声器发声，抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。②当参赛选手按动抢答键时，扬声器发声，抢答电路和定时电路停止工作。③当设定的抢答时间到，无人抢答时，扬声器发声，同时抢答电路和定时电路停止工作。根据上述功能要求，由此设计如图五所示的控制电路。定时信号定时信号时钟信号教师活动预设学生活动设计意图教师讲10分钟，开始布置任务学生分析，再焊接七、教学评价设计心得体会通过两周的课程设计，使我对数字电路有了进一步的了解，在设计抢答器、报警器、定时器的过程中，通过翻阅资料，上网搜索等，我对各电路器件（如：与非门，555定时器和LED显像管等）及原理有了更深一层次的认识，既增强了我的理解能力,也使我能更好的运用所学的知识。开始时我还不太明白电路是如何连接的，并且对其原理也不甚了解，但通过对所学知识更深入的了解和同学的讲解和帮助，最终使我克服了难关，并成功地作出了设计。两周的锻炼,,我有过对知识掌握不足时的迷茫，也有过思路不清时的懊恼,但一路走来，我却收获了知识，收获了希望和努力后的成果。在此我要感谢老师的谆谆教导和同学们的帮助，我相信这几天的不懈努力会给我未来的学习带来很多的启发,我会在以后的工作生活中更好的理论联系实际,证明自己的能力。八、板书设计八路抢答器的组装1设计内容2设计要求3、设计总体框4、单元电路设计方案和原理说明a抢答器电路设计b定时电路设计c.报警电路设计d.控制电路设计