8路数字抢答器 九月二十九

贵州航天职业技术学院毕业论文论文题目：用中小规模集成电路设计制作一抢答器专业领域：电子测量技术与仪器指导教师：廖艳秋作者姓名：张二中班学号：A093GZ0420401442011年8-10月摘要Ⅰ摘要抢答器作为一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以八路智力竞赛抢答器为基本概念，从实际应用出发,用数字、模拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该设计数字抢答器就是利用数字电子技术实现的。主要为了实现抢答、定时、显示、报警功能。其电路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。当有选手按下按钮时，优先锁存，其他选手在按时无响应，直到主持人按下清零按钮之后，才能开始下一轮的抢答。比较实用。该数字抢答器可以广泛应用于各种竞赛，确保竞赛的准确，公平。该数字抢答器虽然可以用单片机程序来完成，但繁琐和代价高。而用集成电路设计制作抢答器：方便，价格便宜，还易于扩展。关键字：编码，译码，555定时器，抢答器目录Ⅱ目录引言................................................................................................................................................1第一章实验目的及要求...............................................................................................................21.1基本要求............................................................................................................................21.2提高要求............................................................................................................................2第二章设计方案及原理图...........................................................................................................32.1设计方案.........................................................................................................................32.2总电路框图.......................................................................................................................4第三章单元电路的设计...............................................................................................................53.1抢答电路...........................................................................................................................53.2计时电路............................................................................................................................83.3显示电路..........................................................................................................................103.4报警电路..........................................................................................................................12第四章电路的仿真.....................................................................................................................164.1抢答电路.........................................................................................................................164.2倒计时电路.....................................................................................................................17第五章心得体会.........................................................................................................................19致谢............................................................................................................................................20参考文献.........................................................................................................................................21附录............................................................................................................................................221.总电路图.............................................................................................................................222.元器件清单.........................................................................................................................23引言1引言21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中，如企业、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，其功能在一天的趋于完善不但可以用来倒计时抢答，还兼具报警，计分显示等等功能，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。今天随着科技的不断进步抢答器的制作也更加追求精益求精，人们摆脱了耗费很多元件仅来实现用指示灯和一些电路来实现简单的抢答功能，使第一个抢答的参赛者的编号能通过指示灯显示出来，避免不合理的现象发生。但这种电路不易于扩展，而且当有更高要求时就无法实现，如参赛人数的增加。随着数字电路的发展，数字抢答器诞生了，它易于扩展，可靠性好，集成度高，而且费用低，功能更加多样话，是一种高效能的产品。而如今在市场上销售的抢答器大多采用可编程逻辑元器件，或利用单片机技术进行设计，本次设计主要利用常见的74LS系列集成电路芯片和555芯片，并通过划分功能模块进行各个部分的设计，最后完成了八路智力竞赛抢答器的设计。贵州航天职业技术学院毕业论文2第一章实验目的及要求通过八路数字抢答器的设计实验，要求回顾所学数字电子技术的基础理论和基础实验，掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用及设计方法，熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555电路、译码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。达到数字实验课程大纲所要求掌握的基本内容。在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台抢答器，通过数显、灯光或音响等多种手段指示出第一抢答者。1.1基本要求（1）设计制作一个可容纳8组参赛的数字式抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。（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，扬声器发出声响提示，并在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除为止。（4）若超时仍无人抢答，则报警指示灯熄灭。1.2提高要求（1）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响声，响声持续0.5秒左右。发光二极管灯亮。（2）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。（3）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。（4）按钮到控制中心的距离为20M。第二章设计方案及原理图3第二章设计方案及原理图2.1设计方案图2-1方案电路图当电路接上电源后，整个电路都处于工作状态。当主持人开关打开时，电路处于清零状态。此时，各个触发器的Q端输出都为１，假设芯片编码器74LS148处于工作状态，此时，输入的都是高电平，而两输出使能端EO和GS的输出状态分别为0和１，EO的输出控制一个与非门，此时这个与非门被封锁。GS的输出信号送到各触发器的JK端，此时都为高电平。也就是说，只要有触发信号来并且R端为１时，各触发器就会被触发翻转。当主持人开关合上，指示灯亮，此时贵州航天职业技术学院毕业论文4电路处于抢答状态，当六位选手中有其中一个把开关合上，其相应的触发器CP端就相当于有一个下降沿到来，触发器被触发翻转。其Q端输出为０，信号输入到优先编码器74LS148中，经编码输送到74LS48七段译码驱动器，最后在显示器上显示选手的代号。在此时，74LS148的两个输出使能端EO和GS分别输出为1和0。这样与非门打开，并输出为低电平。由５５５连接成的单稳态触发器受到