四路竞赛抢答器设计・PPT

四路竞赛抢答器设计设计人：杨翔樊明班级：162903•该电路的根本任务是准确的判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可用触发器和锁存器等。在得到第一信号后应立即将电路的输入封锁，即使其他组再次发出抢答信号也无效。同时还必须注意，第一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、译码及数码显示电路显示出抢答者的组别，也可以用发光二级管直接指示出组别。设计要求一、抢答器的功能要求•基本功能•(1)抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按钮数字键1~4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。用来控制系统清零（既编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。•(3)抢答器具有锁存与显示功能。即抢答开始后，选手按动按钮，锁存相应的编号，并在编号显示器上显示该编号。同时封锁输入编码电路，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除为止。一、抢答器的功能要求•扩展功能•(1)抢答器具有定时抢答功能。要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间。•(2)参赛选手在设定时间（9秒）内抢答，抢答有效，同时定时器停止倒计时，编号显示器上显示选手的编号，定时显示器上显示剩余抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。二、抢答器电路系统的组成框图三、电路工作原理（设计思路）•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。•选用优先编码器74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能。555构成的单稳态触发器，起定时作用，用来控制发光二极管亮的时间。抢答部分主持人控制部分优先编码器74LS148编号显示器显示抢答选手编号RS锁存器74LS279七段数码管译码器驱动器74LS48三、电路工作原理（设计思路）•工作过程：开关S置于“清除”端时，RS触发器的端均为０，４个触发器输出置０，使74LS148＝０，使之处于工作状态。当开关S置于“开始”时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将键按下时(如5)，74LS148的输出经RS锁存后，1Q=1,=1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=101,经译码显示为５。此外，1Ｑ＝１，使74LS148＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍为１Ｑ＝１，使74LS148＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将Ｓ开关重新置清除然后再进行下一轮抢答。74LS148是一个八线——三线优先级编码器，其中I0—I7为输入信号，A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码输出端。当使能输入IE=1时，禁止编码、输出(反码)：A2,A1,A0为全1。当使能输入IE=0时，允许编码，在I0～I7输入中，输入I7优先级最高，其余依次为：I6,I5,I4,I3,I2,I0。GS为片优先编码输出端，它在允许编码(IE=0)，且有编码输入信号时为0；若允许编码而无编码输入信号时为1；在不允许编码(IE=1)时，它也为1。GS=0表示“电路工作，而且有编码输入”。OE只在允许编码(IE=0)，而本片又没有编码输入时为0。RS触发器分三种：基本RS触发器、同步RS触发器、主从RS触发器。74ls279是四个基本RS触发器，输入的是R非、S非。当S非端输入0，R非端输入0，则Q为1。当S非端输入0，R非端输入1，则Q为1。当S非端输入1，R非端输入0，则Q为0。S非端输入1，当R非端输入1，则Q为保持。根据真值表来控制半导体显示器的亮与灭，既通过输入端A,B,C,D来控制输出端a,b,c,d,e,f,g七段数码管译码器驱动器74LS48三、电路工作原理（设计思路）•2、定时电路设计•节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，可以选用十进制同步加/减计数器74LSl92进行设计，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。倒计时器控式开关由主持人控制555构成的多谐振荡器，用来产生秒脉冲七段数码管译码器驱动器74LS48编号显示器显示抢答选手编号同步十进制可逆计数器74LS19274LS192具有：双时钟十进制可逆计数功能；并具有清除和置数等功能。A—D：并行数据输入端QA—QD：数据输出端UP：加法计数器脉冲输入端DOWN：减法计数脉冲输入端CLR：异步置0端（高电平有效）~LOAD：置数控制端（低电平有效）~CO：加法计数时，进位输出端（低电平有效）~BO：减法计数时，借位输出端（低电平有效）单稳态触发器无触发信号时电路工作在稳定状态，当UI受到下降脉冲时，触发器由0变为1，但此状态不稳定，会根据电阻与电容的大小回复稳定状态。根据此特点来作为此电路中的定时器。多谐振荡器在电容UC充电与放电的过程与比较器C1在1、0之间跳变的过程的作用下，电路会在两个暂稳态之间来回翻转—振荡，因此产生矩形脉冲。根据此特点为此电路产生秒脉冲。四、完整电路图五、总结与体会•本次设计是本人第一次运用数字电路模拟实际的东西。因而在许多方面都还不熟练,不如说对一些元器件的功能还不完全了解，不能熟练运用，因而不能完全的一次性设计好该电路。不过通过本次的课程设计我学到了学多的知识，学会了Multisim的一些基本使用方法，培养了我们独立思考问题解决问题的能力，加深了我们对数电、模电知识的理解，巩固了我们的学习知识，有助于我们今后的学习。总之，在这次的课程设计过程中，我收获了很多，即为我的以后学习设计有很大的帮助，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。