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安徽工程大学机电学院课程设计说明书课程设计名称:电子课程设计课程设计题目:三人抢答器指导教师:郭慧专业班级:电气2124班学生姓名:武云学号:312107040432起止日期:2014/6/23—7/2总评成绩:课程设计任务书设计题目:三人抢答器功能描述:设计一个三人抢答器电路,分为抢答成功和失败的情况;课程设计要求:1.抢答成功:在主持人宣布开始抢答的前提下,当有一个人在规定的时间内比其他两个人先按下抢答的按钮后,显示器上显示出抢答者的号码,倒计时停止。2.抢答失败:在超过规定的时间内,若有人按了抢答的按钮,会发出警鸣声。若规定时间内无人抢答,倒计时结束后蜂鸣器发出警鸣声。3.一次抢答完成后,主持人按下复位键(即清零键)之后,才可以开始第二次抢答。指导教师(签名):年月日前言抢答器是一种应用非常广泛的设备,在竞争日益激烈的当今社会评选优胜知识竞赛类的活动越来越多,针对主持人的各种提问,如果只是让抢答者用举手等原始的方法,在某种程度上难免会造成比赛的不公平性。为了在比赛中更加准确公平的判断出第一抢答者,抢答器就充当了抢答比赛中必备的工具。在各种竞赛抢答场合中,抢答器可以迅速、充分客观地分辨出最先获得发言权的选手。早期的抢答器只由几个三极管、可控硅发光管组成,现在大多抢答器使用单片机或集成电路,并且增加了许多功能,可以显示选手号码、倒计时、报警等功能。随着科技的发展,抢答器正向着数字化、智能化的方向发展,可是更加复杂化的设计大大提高了生产成本。市面上的抢答器有的电路复杂不便于制作,可靠性不高,不易实现。有的使用专用集成块制作,制作成本高昂。而数字逻辑电路则很好地解决了这些问题。目录第一章概述...................................................................................................................................51.1设计题目..........................................................................................................................51.2设计任务与要求................................................................................................................5第二章系统总体方案及硬件设计.................................................................................................52.1系统设计总体方案............................................................................................................52.2硬件设计...........................................................................................................................62.2.17段显示译码器74LS48.....................................................................................62.2.2优先编码器74LS148.............................................................................................72.2.3锁存器74LS279....................................................................................................92.2.4计数器74LS192...................................................................................................92.2.5NE555..................................................................................................................10第三章模块电路原理设计...........................................................................................................113.1抢答电路.........................................................................................................................113.2定时、报警电路..............................................................................................................133.3时序控制电路..................................................................................................................13设计总结.........................................................................................................................................15参考文献.........................................................................................................................................16附录一元件清单列表...................................................................................................................17附录二电路设计总图...................................................................................................................18附录三仿真电路图.......................................................................................................................19第一章概述1.1设计题目三人抢答器1.2设计任务与要求(1)三个人参赛,编号分别为1,2,3,各控制一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号一致。给主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零和抢答的开始。(2)抢答器具有数字锁存及显示的功能。抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,编号立即锁定,在数码管上显示选手的编号,同时封锁输入电路,禁止其他选手抢答。最先抢答的选手的编号一直保存到主持人将系统清零为止。(3)抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间为9秒,当主持人启动开始键后,计时器开始倒计时,并用显示器显示。(4)参赛选手在规定的时间内抢答有效,其余均视为无效。(5)确定设计方案,按功能模块的划分选择元器件和中小规模集成电路,设计分电路,画出总体电路原理图,阐述基本原理。第二章系统总体方案及硬件设计2.1系统设计总体方案图(1)系统总体方案工作原理:接通电源后,主持人将开关拨到“清零”状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器灯灭,定时显示器显示设定时间;主持人将开关设置“开始”状态,宣布“开始”抢答器处于工作状态,定时器倒计时,扬声器给出声响提示。当定时时间到,却没有选手抢答时,系统报警,禁止选手超时后抢答。当选手在设定的时间内抢答时,抢答器完成以下四项工作:(1)优先编码电路立即分辨出抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后由译码器显示编号(2)扬声器暂停声响,提醒主持人注意(3)控制电路要对输入编码电路进行封锁,避免其他选手进行抢答(4)控制电路要使定时器停止工作,当选手将问题回答完毕时,主持人操控开关,使系统清除禁止工作状态,以便进行下一轮抢答。2.2硬件设计本课程设计,采用集成电路74LS148,74LS279,74LS48,74LS192,NE555定时器和其他器件,实现定时抢答功能。2.2.17段显示译码器74LS487段显示译码器74LS48是输出高电平有效的译码器,工作电压:5V图(2)74LS48/SN74LS48引脚功能图74LS48除了有实现7段显示译码器基本功能的输入(DCBA)和输出(Ya~Yg)端外,7448还引入了灯测试输入端(LT)和动态灭零输入端(RBI),以及既有输入功能又有输出功能的消隐输入/动态灭零输出(BI/RBO)端。由7448真值表可获知7448所具有的逻辑功能:(1)7段译码功能(LT=1,RBI=1)在灯测试输入端(LT)和动态灭零输入端(RBI)都接无效电平时,输入DCBA经7448译码,输出高电平有效的7段字符显示器的驱动信号,显示相应字符。除DCBA=0000外,RBI也可以接低电平,见表1中1~16行。(2)消隐功能(BI=0)此时BI/RBO端作为输入端,该端输入低电平信号时,表1倒数第3行,无论LT和RBI输入什么电平信号,不管输入DCBA为什么状态,输出全为“0”,7段显示器熄灭。该功能主要用于多显示器的动态显示。表1:74LS48真值表2.2.2优先编码器74LS14874LS148为8线-3线优先编码器。它允许多个输入信号同时有效,但只对一个优先级最高的输入信号进行编码。图(3)74LS148管脚图表2:74LS1488线—3线二进制编码器真值表74LS148工作原理如下:该编码器有8个信号输入端,3个二进制码输出端。此外,电路还设置了输入使能端ST非,输出使能端YS和优先编码工作状态标志YEX非。当ST非=0时,编码器工作;而当ST非=1时,则不论8个输入端为何种状态,3个输出端均为高电平,且优先标志端和输出使能端均为高电平,编码器处于非工作状态。这种情况被称为输入低电平有效,输出也为低电来有效的情况。当ST非为0,且至少有一个输入端有编码请求信号(逻辑0)时,优先编码工作状态标志YEX非为0。表明编码器处于工作状态,否则为1。从功能表不难看出,输入优先级别的次序为7,6,……,0。输入有效信号为低电平,当某一输入端有低电平输入,且比它优先级别高的输入端无低电平输入时,输出端才输出相对应的输入端的代码。例如5为0。且优先级别比它高的输入6和输入7均为1时,输出代码为010,这就是优先编码器的工作原理。2.2.3锁存器74LS279每片74LS279中包含四个独立的用与非门组成的基本RS触发器。其中第一个和第三个触发器各有两个Rd输入端(S1和S3),在任一输入端上加入低电平均能将触发器置1;每
本文标题:三人抢答器设计文档
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