四人智力竞赛抢答器实验报告

..;.四人智力竞赛抢答器设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂鸣器连续响1秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器响1秒，倒计时停止。(1)4名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号对应，也分别为1，2，3，4。(2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答显示数码管灭灯）和抢答的开始。(3)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，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。(4)抢答器具有定时（9秒）抢答的功能。当主持人按下开始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续1秒。参赛选手在设定时间（9秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续1秒，同时定时器停止倒计时，抢答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。(5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效。系统扬声器报警（音响持续1秒），并封锁输入编码电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器显示0。(6)可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，作为定时计数器的CP信号。数字抢答器总体方框图图11、1数字抢答器框图如图11、1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到清除状态，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。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,当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示零。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。2．单元电路设计(1)抢答器电路参考电路如图11、２所示。该电路完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号；二是禁止其他选手按键操作无效。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的＝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（如按下S4），74LS148的输出经RS锁存后，1Q=1,74LS48处于工作状态，４Q３Q２Q=100,经译码显示为4。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ST＝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为８线－３线优先编码器.U174LS373N1D32D43D74D85D136D147D178D18~OC1ENG111Q22Q53Q64Q95Q126Q157Q168Q19VCC5VJ5Key=SpaceU974LS148DA09A17A26GS14D313D41D52D212D111D010D74D63EI5EO15U11A74LS21D5678U13A74LS32D28U16A74LS32D12J1Key=1J2Key=2J3Key=3J4Key=4VCC123422010图11、２数字抢答器电路(2)定时电路U21LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2R115kΩR268kΩC110nFC25uF321U1474192NA15B1C10D9UP5QA3QB2QC6QD7DOWN4~LOAD11~BO13~CO12CLR14U674LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U18ABCDEFGCK114567891012131415R340Ω16J5Key=Space180VCC5VVCC..;.图11、3可预置时间的定时电路由节目主持人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，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如图11、3所示。（3）报警电路U10SN74121NVCC14GND7RINT9RTCT11CT10A13A24B5Q6~Q1R19100k¦¸U27BUZZER200HzVCC5VC310uF0VCC543U1474192NA15B1C10D9UP5QA3QB2QC6QD7DOWN4~LOAD11~BO13~CO12CLR14U174LS373N1D32D43D74D85D136D147D178D18~OC1ENG111Q22Q53Q64Q95Q126Q157Q168Q19U11A74LS21DU12B74LS08D12106789(4)零点锁存电路U1474192NA15B1C10D9UP5QA3QB2QC6QD7DOWN4~LOAD11~BO13~CO12CLR14U974LS148DA09A17A26GS14D313D41D52D212D111D010D74D63EI5EO15U19D74F04N12（5）时序控制电路时序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，抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态。②当参赛选手按动抢答键时，抢答电路和定时电路停止工作，倒计时归零。③当设定的抢答时间到，无人抢答时,抢答电路和定时电路停止工作。四.元件选择1.集成电路：74LS1481片74LS3731片74LS482片74LS1921片NE5551片74LS002片74LS1212片74LS211片74LS321片74LS081片2.电阻|：100KΩ2只40Ω2只15kΩl只68kΩl只3.电容：10UF3只10nf1只4.其它：共阴极显示器2只,双刀单闸开关1只，PBNO开关4只，buzzer蜂鸣器2只五,整体电路及软件仿真的效果图以及仿真调试结果分析U174LS373N1D32D43D74D85D136D147D178D18~OC1ENG111Q22Q53Q64Q95Q126Q157Q168Q19VCC5VJ5Key=SpaceU1474192NA15B1C10D9UP5QA3QB2QC6QD7DOWN4~LOAD11~BO13~CO12CLR14U21LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2R115k¦¸R268k¦¸C110nFC25uF373635U974LS148DA09A17A26GS14D313D41D52D212D111D010D74D63EI5EO15U10SN74121NVCC14GND7RINT9RTCT11CT10A13A24B5Q6~Q1R19100k¦¸U27BUZZER200HzVCC5VU12A74LS08DU12B74LS08DU11A74LS21D5678U13A74LS32D28C310uFU574LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U17ABCDEFGCKR940¦¸16171823242526U674LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U18ABCDEFGCK323840414243442945464748U16A74LS32D1221U2A74F04NU7B74F04NU8C74F04NU19D74F04NU20F74F04N13141530333431J1Key=1J2Key=2J3Key=3J4Key=4VCC123400U3A74LS08D11U4SN74121NVCC14GND7RINT9RTCT11CT10A13A24B5Q6~Q1R3100k¦¸U15BUZZER200HzC510uF5350192720952VCC10039005122..;.U174LS373N1D32D43D74D85D136D147D178D18~OC1ENG111Q22Q53Q64Q95Q126Q157Q168Q19VCC5VJ5Key=SpaceU1474192NA15B1C10D9UP5QA3QB2QC6QD7DOWN4~LOAD11~BO13~CO12CLR14U21LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2R115k¦¸R268k¦¸C110nFC25uF373635U974LS148DA09A17A26GS14D313D41D52D212D111D010D74D63EI5EO15U10SN74121NVCC14GND7RINT9RTCT11CT10A13A24B5Q6~Q1R19100k¦¸U27BUZZER200HzVCC5VU12A74LS08DU12B74LS08DU11A74LS21D5678U13A74LS32D28C310uFU574LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U17ABCDEFGCKR940¦¸16171823242526U674LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U18ABCDEFGCK323840414243442945464748U16A74LS32D1221U2A74F04NU7B74F04NU8C74F04NU19D74F04NU20F74F04N13141530333431J1Key=1J2Key=2J3Key=3J4Key=4VCC123400U3A74LS08D11U4SN74121NVCC14GND7RINT9RTCT11CT10A13A24B5Q6~Q1R3100k¦¸U15BUZZER200HzC510uF5350192720952VCC10039005122U174LS373N1D32D43D74D85D136D147D178D18~OC1ENG111Q22Q53Q64Q95Q126Q157Q168Q19VCC5VJ5Key=SpaceU1474192NA15B1C10D9UP5QA3QB2QC6QD7DOWN4~LOAD11~BO13~CO12CLR14U21LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2R115k¦¸R268k¦¸C110nFC25uF373635U974LS148DA09A17A26GS14D313D41D52D212D111D010D74D63EI5EO15U10SN74121NVCC14GND7RINT9RTCT11CT10A13A24B5Q6~Q1R19100k¦¸U27BUZZER200HzVCC5VU12A74LS08DU12B74LS08DU11A74LS21D5678U13A74LS32D28C310uFU574LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U17ABCDEFGCKR940¦¸16171823242526U674LS48DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4U18ABCDEFGCK323840414243442945464748U16A74LS32D1221U2A74F04NU7B74F04NU8C74F04NU19D74F04NU20F74F04N13141530333431J1Key=1J2Key=2J3Key=3J4Key=4VCC123400U3A74LS08D11U4SN74121NVCC14GN