四路智力竞赛抢答器设计

数电课程设计智力竞赛抢答器姓名：郭堃学号：200800800050学院：信息工程学院专业：通信工程年级2008级指导教师：张军蕊1四路多路智能抢答器设计前言关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力，而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用，运用前景非常广泛。在知识竞赛中，特别是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。前言...........................................................................................................................................1一、实验目的...........................................................................................................................2二、实验内容和要求...............................................................................................................2三、设计思路...........................................................................................................................2四、电路设计...........................................................................................................................21．电路设计指标.................................................................................................................32．仿真电路组成.................................................................................................................4（1）四路抢答器原理.....................................................................................................4（2）定时器实现.............................................................................................................5（3）计数电路.................................................................................................................6（4）完整电路.................................................................................................................7五、总结与体会.......................................................................................................................7六、参考文献...........................................................................................................................82一、实验目的1．学习智力竞赛抢答器电路的工作原理。2．学习综合数字电子电路的设计、实现和调试方法。二、实验内容和要求设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。要求：每组设置一个抢答按钮供抢答者使用；电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在此基础上再增加计分电路和犯规电路。三、设计思路可将整个系统分为三个主要模块：抢答鉴别模块QDJB；抢答计时模块JSQ；抢答计分模块JFQ。整个系统的组成框图如图5-5-8所示。图--1智力竞赛抢答器系统框图四、电路设计CLRABCD抢答鉴别电路ALEDBLEDCLEDDLED组别显示译码电路组别显示计分电路SCOREASCOREBSCORECSCOREDADD计时电路LOADL1L0CLKEN计时显示译码电路JSXS1JSXS03图--21．电路设计指标I．本抢答器最多可提供4名参赛选手使用，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（S1~S4）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关S5，该开关由主持人控制。II．抢答器具有数据锁存功能，并将锁存数据用发光二极管指示灯显示出来，同时蜂鸣器发出间歇式声响，主持人清零后，声音提示停止。III.抢答先后的分辨率为1ms。IV.开关S5作为清零及抢答控制开关（有主持人控制），当开关S5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的S1~S4实现。V.有抢答信号输入时，有数码管显示出相应组别的号码。此时再按其他任何选手抢答按键主持人控制抢答控制器定时器倒计时器声光提示显示时间计数器4一个抢答开关均无效，指示灯依旧保持第一个开关按下时所对应的状态不变。VI.能完成由主持人控制的30秒倒计时，有抢答信号输入后计时器停止。VII．能完成定时器复位，启动，暂停/继续计数。VIII．能完成对每个选手抢答次数的记录，并可复位。2．仿真电路组成（1）四路抢答器原理见图--3图--3该电路由四个D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。其中S1，S2，S3、S4为抢答人按钮，S5为主持人复位。74LS175为四D触发器。无人抢答时，S1~S4均未被按下，1D~4D均为低电平，在555定时器电路产生时钟脉冲作用下，1Q立即变为高电平，对应指示灯X1发光，同时数码管显示为1，将555定时脉冲封锁，此时送给74ls175的CLK端不再有脉冲信号，所以74LS175输出不再变化，其他抢答者再按下按钮也不起作用，从而实现了抢答。若要清除，则由主持人按S5按钮完成，并为下一次抢答做5好准备。（2）定时器实现①秒脉冲发生器由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器。F=1Hz定时器电路见图--4图--4②计数器由两片74LS192同步十进制计数器构成利用错位输出端BO于下一级DOWN相连30循环设置为，十位片DCBA=0011个位片DCBA=0000③译码及显示电路有译码驱动器74LS48和7段数码管组成④控制电路与非门U20A和U21A组成RS触发器，实现计数器复位、计数和保持30电路如图--5所示6图--5（3）计数电路计数器由74LS192构成置数输入端接地，up端接选手输入信号，当有信号输入是加一，load端接电源和复位开关用于复位，down加开关控制计数器的减法，电路如图--6图--77（4）完整电路见图--8图--8五、总结与体会本系统是一个可供4人抢答的抢答器,当主持人按下禁止抢答的开关时,抢答被禁止.如果在此期间选手将不能抢答;当控制开关断开时抢答允许,此时若有人抢答,数码显示器将显示抢答者的组数,提示主持人抢答已经完成.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8很大的帮助，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。六、参考文献①《基于Multisim10的电子仿真实验与设计》王连英北京邮电大学出本社②《电子技术动手实践》崔瑞雪北京航空航天大学出版社③《数字电子技术基础》余孟尝高等教育出版社