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数字电子课程设计_4路抢答器课程设计报告

数字电子课程设计_4路抢答器课程设计报告
数字电子课程设计_4路抢答器课程设计报告

四人智力竞赛抢答器课程设计报告

一、设计题目

题目:四人智力竞赛抢答器

二、设计任务和要求

1)设计任务

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。

2)设计要求

(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1H z的脉冲信号,作为定时计数器的CP信号。

三、原理电路设计:

1、方案比较;

方案一:

抢答电路:使用74ls175作为锁存电路,当有人抢答时,利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零,74ls175立即被锁存,同时蜂鸣器鸣叫1s,这时抢答无效,使用74ls148作为编码器,对输入的型号进行编码,输出4位的BCD码,再将这四位的BCD码输入共阴数码管里显示出抢答者的编号。

主持人电路:;利用74ls190计数器作为倒计时的芯片,当主持人按下抢答按钮时,74ls190被置九,同时将显示上次抢到题目的选手编号的数码管清零,并开始倒计时,,并通过74ls48编码器将即时时间进行编码,并送到7段共阴数码管,显示此时的时间。假如在9秒内有人抢答,则计数器停止倒计时,将锁存器锁存,禁止选手抢答,蜂鸣器鸣叫一秒,停止倒计时。

方案二:

锁存电路采用CD4042来触发,如果用CD4042,则可以用低电平触发,当有人抢答时,利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零,CD4042 立即被锁存,同

时蜂鸣器鸣叫1s,这时抢答无效。此外当倒计时到0时,利用借位0

RC端来将

锁存器的信号置零。而不是像方案一那样使用max/min端。

对以上两个方案进行比较可以发现,两个方案均能理论上实现电路的功能,但是从实际情况看,CD4042比较少见,很难买到这个芯片,而74ls175则很常

见,比较容易买到。而在实际情况中,虽然74ls190的max/min端和0

RC同样是借位端,当时0

RC只有半个周期的变化,并不能将时钟信号置零,而max/min 有一个周期的变化,所以用max/min比较合适。宗上所述,选择第一个方案比较合理。

2、电路流程图;Array

整个电路如上图所示,主要分为两部分,一个是倒计时部分,一个是抢答电路,其中抢答器电路由锁存器电路,编码器电路,译码器电路,数码管显示电路组成,其中锁存器电路可用1khz脉冲电路作为其时钟端输入脉冲,倒计时电路由倒计时芯片,编码器电路路,数码管显示电路,倒计时采样1hz的脉冲作为时钟信号输入端。单稳态电路可以控制蜂鸣器鸣叫的时间,按要求可设置为1秒钟。

3、单元电路设计;

(1)、锁存器电路的设计

锁存器电路采用以74ls175为中心的锁存器系统,当4个抢答输入端中出现低电平输入时信号时,锁存器立即锁存,禁止抢答,其原本为4个高电平的输出

端也变成3高一低,可以利用一个4输入与非门将其与非,再接一个非门后,可

以与74ls175的时钟信号相与非,使得CLK端的输入信号为底电平,从而阻止其余选手的抢答,从而达到锁存的目的74ls175的真值表如下:

锁存器的单元电路设计如下:

(2)、编码器电路的设计

编码器采样74ls148作为编码芯片,

将输入的信号进行编码,然后输出2二

进制码,由于74ls175为优先编码其,

故需要将其未用到的高优先级的端和

74ls175的输出的4与非端进行连接,避

免在无人抢答时输出型号。74ls148的真

值表如右图:

编码器电路如下:

(3)、译码器电路和数码管显示电路的设计

抢答部分和倒计时部分的译码器均采用74ls48芯片,而数码管则选择与之相对应的7段共阴数码管搭配,为避免电路过小,可在译码器与数码管间接上拉电阻以增大电流,上拉电阻选用1k的9针排阻。译码器电路和数码管显示电路设计如下:

74ls48的真值表如下:

(4)、倒计时电路的设计

倒计时电路采用74ls190作为倒计时芯片,并将其输入端置九,clk信号输入端采样1hz的信号输入,同时可利用其借位输出端MAX\MIN来控制抢答端,并且可以让电路在到零时保持。74ls190真值表如下:

倒计时单元电路如下:

(5)、时钟电路的设计

在本电路中需要两种时钟脉冲,一种是给74ls175提供的1khz 脉冲信号,另一种是给倒计时电路74ls190提供的1hz ,根据555多谐振荡器的频率计算公式:

2

ln )2(1

21C R R f +=

可以求得1hz 的电路电阻均取47k ,电容取10uf ,而1khz 电路的电阻取4.7k ,电容取0.1uf 。

(6)、单稳态电路及蜂鸣器的设计

为保证蜂鸣器鸣叫时间为一秒,可以使用单稳态触发电路来实现,单稳态电路的芯片可以选择74ls123。根据74ls123的暂稳态计算公式:

)7.01(28.0T

T T W R C R T +

=

我们可以选择R 为36k ,C 为100uf ,则在误差许可范围内,鸣叫时间大约是1秒。74ls123的真值表如下:

蜂鸣器采用有源蜂鸣器,为避免单稳态电路输出端电流不足,可以使用一个NPN 三极管来驱动蜂鸣器鸣叫。

单稳态电路及蜂鸣器电路如下:

4、电路工作原理;

抢答电路:使用74ls175作为锁存电路,当有人抢答时,利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零,74ls175立即被锁存,同时蜂鸣器鸣叫1s,这时抢答无效,使用74ls148作为编码器,对输入的型号进行编码,输出4位的BCD码,再将这四位的BCD码输入共阴数码管里显示出抢答者的编号。

主持人电路:;利用74ls190计数器作为倒计时的芯片,当主持人按下抢答按钮时,74ls190被置九,同时将显示上次抢到题目的选手编号的数码管清零,并开始倒计时,,并通过74ls48编码器将即时时间进行编码,并送到7段共阴数码管,显示此时的时间。假如在9秒内有人抢答,则计数器停止倒计时,将锁存器锁存,禁止选手抢答,蜂鸣器鸣叫一秒,停止倒计时。

5、整体电路。(具体清晰电路请详见附件)

四、电路和程序调试过程与结果:

先按照设计图各个单元电路进行仿真,并对各个电路的性能及波形进行测试,发现电路的缺点和不足之处,例如74ls190的借位输出端0

RC端虽然在倒计时到0时有低电平出现,但是时间只有半个周期,无法与信号与非,故不能用来和锁存触发器,必须用max\min代替。当调试好各个单元电路时,对各个电路进行连接组装,连接好后对电路总的性能进行调试,看各部分的功能能达到要求。

本电路在连接后,经测试,各部分的功能均能实现,显示正确

五、总结

本电路使用了锁存器,编码器,译码器数码管等构成倒计时电路使用了74ls190等电路实现倒计时,并利用使能端及门电路,实现各项锁存,鸣叫,清零等功能,总结如下:

优点:电路功能原理清晰,各项功能均达到了要求,显示准确,反应灵敏,无竞争冒险现象,基本满足了普通竞赛的抢答要求。

缺点:如果长按住按钮不放,主持人清零后将能获得抢答权,且由于编码器电路是优先编码器,所以如果两人抢答时间间隔在1ms以内,将出现编号靠前的选手获得抢答权的情况。

改进:可以更改促发器的类型,如使用jk触发器代替,则长按无效,或者在抢答端添加一个发光二极管,当有人作弊,二极管就会亮,从而阻止选手长按按钮的缺陷。

心得体会:通过这次课程设计,我对于数字电路知识有了更深的了解,尤其是对数字逻辑芯片的性能和使用方面的知识有了进一步的研究。同时实物的制作也提升了我的动手能力,实践能力得到了一定的锻炼,加深了我对数字电路设计方面的兴趣。理论与实践得到了很好的结合。

一,抢答器介绍:

抢答器适用于各类知识竞赛,文娱综艺节目,尤其是各类知识竞赛,除了了可以把各抢答组号,违例组号,抢答规定时限,大体时间倒计时等在仪器等在仪器面板上显示外,还可以接大屏幕显示屏显给观众,既可以活跃现场气氛,又便于监督,做到公平竞争。例如:三星智力快车等大家耳熟能详的节目。

二,功能要求:

(1)本例中的抢答器最多可供4名参赛选手使用,编号为1~4号,各队分别用一个按钮(分别为S1~S4)控制,并设置一个由主持人控制的系统清零,加分控制开关S,倒计时开关。

(2)抢答器具有数据锁存功能,并将锁存数据用LED数码管显示出来,同时蜂鸣器发出声响,主持人清零后,声音提示停止。

(3)抢答器先后的分辨率为1ms.

(4)开关S作为清零及抢答器控制开关,当开关S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开关S1~S4实现。

(5)有抢答器信号输入(开关S1~S4中任意一个开关被按下)时,显示出对应的组别号码,此时再按下其他任何一个开关无效,指示灯依旧“保持”第一开关按下时所对应的状态不变。

(6)加分电路由主持人控制,每次加分为一分,如果一人答错,则由剩下的人再抢答,直至回答正确为止,倒计时电路是20秒倒计时电路。

三,总电路:

四,使用说明:

在总电路中,为了方便看图,我只画出了一号的号码显示电路,计分电路,声音发生电路。二号,三号,四号,可以同理画出。KeyA, KeyB, KeyC, KeyD分别表示四个选手台上的抢答按钮,KeyE表示由主持人控制的清零按钮。X9为号码显示电路,X6为声音发生电路。在X1的下面是计分电路,四个按钮也是由主持人控制的,每按下一次加一分。最下面是倒计时电路。游戏规则是:主持人说出题目后,按下倒计时电路,四位选手抢答,当某位选手按下按钮,其前面的灯亮起,并发出报警声,松开开关报警声停止,但灯继续亮着。选手要在规定时间内回答出答案,当回答完毕后,主持人按下KeyE,清零,灯灭。

五,各部分电路具体分析:

A:20秒倒计时电路

本电路用二片74169可逆计数器级联而成,通过ABCD引脚可以设定几秒计时,再通过数码显示管显示出数字。当QA,QB,QC,QD都为0时,计数器重置再次进行计数。

B:声音发生电路

当开关不闭合时,555电路不起振,没有矩形波产生,扬声器不发声;当开关闭合时,555电路RST端口处于高电平,555电路起振,产生矩形波,扬声器发声,修改U11的频率可以改变矩形波的频率,听到的声音会不一样。

C:四位抢答器

数显抢答器由触发器,显示译码器,清零电路等组成,用二级管显示抢答器灯的亮灭,有人抢答后控制D触发器时钟信号自动闭锁其他人的信号传送,使其他组再按开关时失去作用。不同的组对应灯的颜色,按下按钮则对应的灯亮起。

D:选手号码显示电路

74192的预置数控制端实现预置数。E:选手计分电路

用二片74161实现从0~99的计数功能。

六:问题

做课程设计时,对芯片的功能大多忘了,因为分了好多模块,单个模块仿真时没问题,但是放在一起仿真时就有问题了,就说那个倒计时电路,在一起仿真时,开关闭合后,数字显示不能自动倒计时,查了书,自己摸索,然后发现这个跟频率有关,频率高是计数器能自动计数,当频率低时,只有当开关闭合一次,数字才跳转一次。

七:设计感想

这次课程设计历时一个月,通过运用EDA设计四路抢答器程设计,发现自己的很多不足,自己知识的很多漏洞,看到了自己的实践经验还是比较缺乏,理论联系实际的能力还急需提高。

在这个过程中,我也曾经因为实践经验的缺乏失落过,也曾经仿真成功而热情高涨。生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。虽然这只是一次的极简单的课程制作(四路抢答器),可是平心而论,也耗费了我不少的时间和精力,

通过这次课程设计,我想说:为完成这次课程设计我确实很辛苦,但苦中仍有乐。当我遇到不会的时候就查书,询问同学,一起讨论,最终把问题解决。这个是最重要的。当我制作成功的时候,当我连好线,按下按钮,LED亮了起来,喇叭响起的是我一生以来最好听的声音,我的心中就不免兴奋,不免激动。以前种种艰辛这时就变成了最甜美的回忆!

对我而言,知识上的收获重要,精神上的丰收更加可喜。让我知道了学无止境的道理。我们每一个人永远不能满足于现有的成就,人生就像在爬山,一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。挫折是一份财富,经历是一份拥有。这次课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆!

四人智力抢答电路

一、设计任务与要求

1.设计任务

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,蜂鸣器鸣响。选手抢答时,数码显示选手组号,同时蜂鸣器鸣响,倒计时停止。

2.设计要求

(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。抢答器具有定时抢答的功能。

(4)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。参赛选手在设定时间(10秒)内抢答有效,抢答成功,扬声器响,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,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。

二、总体方案

1.工作原理:

本电路图是用D触发器和与非门组成的,555电路提供CP脉冲,主要提供给倒计时的脉冲。1,2,3,4按钮为抢答者按钮,Space按钮为主持人复位按钮。当没有人抢答时,按钮1,2,3,4均为高电平,这时芯片虽然有连续脉冲输入,但74LS373的输出端Q1-Q4均为1,发光二极管不亮,蜂鸣器输入端为高电平,所以发声。当有人抢答时,例如1键被按下时,在CP脉冲作用下,Q1立即变为0,发光二极管被点亮,同时蜂鸣器发声,在经反向后,控制脉冲不能再作用到触发器,即使其他抢答者按下按钮也将不起作用。倒计时结束时,在没人回答的情况下,74LS192芯片通过反馈给蜂鸣器,蜂鸣器再次发声。倒计时还没开始时,如有人抢答,也会反馈给蜂鸣器,蜂鸣器发声,并显示出抢答者的序号。主持人可通过按Space按钮,使电路恢复正常状态,并为下一次抢答做好准备。

2.单元设计电路

(1)定时电路

由555定时器产生时间基准信号秒脉冲。振荡周期为10秒脉冲信号经两级有预置功能的可逆十进制计数器74LS192对时钟信号进行计数,当计数到达预置的时间,计数器产生溢出而封锁计数脉冲,使计数器停止计数。数码管指示时间

值。

具体电路如下图:

(2)蜂鸣器部分

3.主要器件

SN74121N芯片,74LS373N芯片,555计时器(LM555CM芯片),74192N芯片

74LS148D芯片

三、实物图

四、分析与总结

经过一段时间对模电、数电的学习,使我对电路设计产生了浓厚的兴趣,使我对电子器件有所了解和掌握了multisim软件的应用。经过做课程设计的一段时间里,另我提高了查阅资料的能力和动手焊接电路的能力以及对一些电子器件有更深刻的了解。此次完成的四路抢答器几乎接近完美,而不足之处就是没有设计计分电路和所用的器件过多而导致成本过高和增加焊接电路的难度。完成实物后,经过实际测试,结果失败。

失败现象:接通电源后,抢答还没开始就有两盏灯一直亮着,无论怎么按其他抢答,都是只有这两盏灯一直在亮着,从而导致倒计时不会倒计,显示器不能正常显示出抢答选手号码。

失败原因:抢答开关跟电路在连接上有问题,导致其中两个开关即使不进行抢答也保持它们同时抢答的状态,导致倒计时不进行倒计,由于两个抢答的灯同时亮着,导致显示器不能正常显示出抢答的好吗。

五、参考文献

阎石,高等教育出版社——《数字电子技术基础》

康华光,高等教育出版社——《电子技术基础数字部分》

网上的一些课程设计报告

4路抢答器数字电路课程设计

课题名称:数显抢答器的设计

数字电子课程设计任务书

目录 1绪论 1.1 摘要 (4) 1.1 设计题目:抢答器电路设计 (4) 1.2 设计任务和要求 (4) 1.3 方案比较 (4) 2系统总体方案及硬件设计 (5) 2.1 系统总体方案 (5) 2.2 硬件设计 (6) 3软件设计 (12) 3.1 单元电路设计 (12) 3.1.1 抢答电路 (12) 3.1.2 定时电路 (14) 3.1.3 报警电路 (15) 3.1.4 时序控制电路 (15) 4课程设计体会 (17) 5参考文献 (18)

摘要 随着我国经济和文化事业的发展,在很多竞争场合要求有快速公正的竞争裁决,例如证券、股票交易及各种智力竞赛等。在现代社会生活中,智力竞赛更是作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众极大的兴趣。而在竞赛中往往分为几组参加,这时针对主持人提出的问题,各组一般要进行必答和抢答,对必答一般有时间限制,到时有声响提示;对于抢答,要判定哪组先按键,为了公正,这就要有一种逻辑电路抢答器作为裁判员。一般抢答器由很多门电路组成,线路复杂,可靠性低,特别是抢答路数增多时,实现起来更加困难。本文介绍了一种利用数字电路实现的抢答系统,具有很强的实用性。 数字抢答器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。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,编号立即锁存,并数码管上显示选手的编号,同时扬声器给出声音提示;同时封锁输入电路,禁止其它选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间为3秒。当主持人启动“开始”键后,要求定时器立即进行减计时,并用显示器显示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。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时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止;如果定时抢答的时间已到,而没有选手抢答时,本次抢答无效,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,定时显示器上显示0并闪烁。经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。

基于PLC的六路抢答器系统设计

电气及自动化课程设计报告 题目:基于PLC的六路抢答器系统设计 课程:PLC原理与应用 学生姓名: 学生学号: 年级:14级 专业:自动化 班级:2班

指导教师: 机械与电气工程学院制 2017年6月 目录 1课程设计的任务和要求 (1) 1.1课程设计的任务 (1) 1.2课程设计的要求 (1) 2.PLC控制器的原理与组成 (1) 2.1PLC硬件系统 (1) 2.2PLC工作原理 (3) 2.3六人抢答器基本组成 (4) 2.4六人抢答器工作原理 (4) 3六人抢答器系统设计方案制定 (5) 3.1PLC选型 (5) 3.2六人抢答器系统的I/O口分配 (6) 4六人抢答器系统的软件设计 (7) 4.1PLC编程语言 (7) 4.2抢答器系统程序 (7)

4.2.1主持人控制端 (7) 4.2.2抢答成功与抢答犯规指示灯显示 (9) 4.2.3七段数码管显示 (9) 4.2.4蜂鸣器电路 (11) 5六人抢答器系统程序仿真 (12) 5.1抢答成功仿真 (12) 5.2抢答犯规及抢答超时仿真 (12) 5.3加减分及数码管显示 (13) 5.4抢答超时 (14) 6总结及心得体会 (14) 参考文献 (15)

基于PLC的六路抢答器系统设计 机械与电气工程学院自动化专业 1课程设计的任务和要求 1.1课程设计的任务 使用西门子S7-200PLC编写程序实现六路抢答器的系统设计并使用仿真软件进行其功能的实现。 1.2课程设计的要求 (1)主持人控制功能,具有开始抢答按钮和复位按钮; (2)主持人未按下开始抢答按钮时抢答为违规抢答,违规指示灯亮,蜂鸣器响; (3)抢答延时,超过20S无人抢答时此题作废,蜂鸣器长鸣; (4)抢答成功后,抢答成功指示灯亮,数码管显示抢答成功的队伍编号; (5)在抢答成功后,主持人根据回答的正确与否可以对该队伍进行加减分控制; (6)每次正确抢答时,只有第一位按下抢答按钮的队伍为有效抢答。 2.PLC控制器的原理与组成 2.1PLC硬件系统 可编程控制器,英文称ProgrammableLogicController,简称PLC。PLC是基于电子计算机,且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置,但它不像继电装置那样,通过电路的物理过程实现控制,而主要靠运行存储于PLC内存中的程序,进行入出信息变换实现控制。PLC基于电子计算机,但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换,多只考虑信息本身,信息的入出,只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性,以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境,如便于安装,抗干扰等问题[1]。

三路抢答器设计

数字电路课程设计 一、设计任务和要求: 1. 抢答器同时供3名选手抢答,分别用3个按钮D1、D2、D3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。 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,并在LED数 码管上显示,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. 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间为8秒。当主持人启动"开始"键后, 定时器进行计时(0-7)。 5.主持人没有闭合开关之前,有人抢答,数码管显示对应的选手编号,且红灯亮,当 所有选手闭合自己对应的开关时,编号数码管清为0。 6. 参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,计数器停止工作,显示器上显示 选手的编号和抢答的时间,绿灯亮,并保持到主持人将系统清除为止。 7. 如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,定时显示器上显示8,且黄灯亮以 示警告时间已到,若有人抢答,显示抢答人组号并锁存,直到主持人将系统清零, 即黄灯灭,两个数码管显示都为0。

二、 实验框图: 1、设计方案 : 抢答器具有锁存、定时、显示功能。抢答之前,两个数码管显示为0,即主持人没有按下开始按钮之前,有人抢答,亮红灯给以警告,数码管显示对应的选手编号,当选手闭合自己的开关时,对应数码管显示为0;当主持人按下开始按钮后,进行抢答,若有人抢答,锁存器锁存选手号和抢答时的时间,同时亮绿灯,直到主持人清零,系统才能再次正常工作;如果时间已到,没有人回答,黄灯亮,即在8秒的时刻,如果有选手抢答,锁存器锁存选手号,数码管并将选手号显示出来,直到主持人清零。 2、系统框图 : 当主持人宣布开始,定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行计时,并通过译码器在数码管中显示。当某选手按开关键时,通过控制电路控制锁存器的使能端,并在锁存器中锁存,在输出端产生相应的开关电平信息,然后在译码器中译码,将编码器输出的8421BCD 转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。 161全加器 抢答按钮 75锁存器 48译码器 显示译码 555秒脉冲产生器器 48译码器 显示译码 控制电路 主持人开关 报警灯

电子抢答器数电课程设计

设计题目:智力竞赛电子抢答器 设计要求及技术指标: 1、抢答器电路分为抢答电路设计和必答电路设计。 2、抢答电路设计具体要求: (1)抢答组数分为四组,序号为1~4。 (2)优先判断与指示电路设计。 (3)主持人清除上次抢答结果的电路设计。 (4)主持人给选手打分电路与选手得分累计显示电路设计。 3、必答电路设计具体要求: (1)30秒必答倒计时电路设计。 (2)超时短暂报警。 第 1 章电路设计简介 1 原理电路设计: 1.1 电路总体工作框图 图1:课程设计的总体框图

整个电路框图如上图所示,主要可分为三个部分,第一部分为四路选手抢搭电路,这部分电路主要采用了四个74LS595来实现四位选手仅选可选通一路的功能实现,并结合使用多个四路与非门(即74LS10)来实现其对计时电路的控制。第二部分为计时电路,其通过两个级联的74LS161与555定时器来实现计时功能,并通过其对于声音警示电路控制。第三部分为选手计分电路,需用了可加可减的74LS192来实现对于选手的加减积分功能。整个电路在学校提供的开发板上,其中所需使用的LED灯、按钮按照开发板作相应的调整。 第 2 章硬件电路的组成 1电路工作原理 当第一位选手按下按钮,74LS373锁存器构成的选通电路就会将低电平传至二极管led的负极,此时若有其他选手再按下按钮,其会导致74LS373处于锁存数据状态,从而使已经亮的小灯不会受到其他选手按钮的影响,另一方面已经选通一路会通过锁存器阻止其他路数据的传入。另一方面四位按钮通过控制74LS161来实现对计时电路的控制,以使得当有选手按下按钮时计时才开始。 计时电路由两个异步清零的模十计数器构成,对其清零通过对于其清零端与使能端置低电平完成,而两位已内置好74LS48的数码管通过与74LS161的输出管脚来实现时间的显示。因为电路要求30秒计时,所以使用计时十位的74LS161的低两位作为是否到达30s的判断信号,当Q1、Q0均为1的时候就是到达30s,此时通过与非门输出来控制扬声器以及停止计时。 选手计分电路通过使用可加可减的74LS192来完成,当其5管脚为上升沿是,其数值加一;而当4管脚为上升沿时,其数值减一。而上升的产生则通过使用电源、地与一个按钮完成。选手分数的显示通过使74LS192的输出管脚与已内置好74LS48的数码管相连来完成。 总体电路的设计思路如上,后期搭建电路过程中依据实际情况做了小幅调整,当整体思路未变。 1.1总体电路原理图如下:

基于stm32的四路抢答器课程设计说明书大学论文

课程设计说明书题目:基于STM32的四路抢答器 学院: 年级专业: 学号: 学生姓名: 指导教师:

摘要 在各种智力竞赛场合,抢答器是必不可少的最公正的用具。在我们各种竞赛中我们也经常能看到有抢答的环节,某些举办方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,而抢答器的应用就能避免这种弊端。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,例如参赛人数的增加。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,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。 本文实现了一个基于嵌入式STM32单片机的4路抢答器系统设计,本系统设计主要分为硬件设备和软件控制两大部分。外部硬件使用STM32单片机作为控制中心,用4个按键作为抢答输入,抢答开始后,抢答成功者的LED灯标识为红色闪烁,并且显示各抢答输入的时间。 关键词:智能抢答器,STM32,按键输入,数码管显示

目录 摘要 (2) 目录 (3) 第1章绪论 (5) 1.1课题研究的相关背景 (5) 1.2选题的目的和意义 (5) 1.3课题研究的内容 (5) 1.4国内外研究现状 (6) 1.5抢答器目前存在的主要问题 (6) 第2章抢答器的系统概述 (7) 2.1系统的主要功能 (7) 2.2抢答器的工作流程 (7) 2.3STM32的功能及简介 (7) 2.4抢答器的优点及组成 (10) 2.5本章小结 (11) 第3章系统的硬件设计与开发 (11) 3.1系统硬件总体设计 (11) 3.2STM32最小系统 (12) 3.4时钟频率电路的设计 (14) 3.5复位电路的设计 (15) 3.6数码管显示 (16) 3.7键盘电路的设计 (16) 3.8LED电路 (18) 3.9本章小结 (18) 第4章系统的软件设计与开发 (19) 4.4主要程序分析 (20) 4.5本章小结 (29) 第5章总结与展望 (30) 5.1总结 (30)

六路抢答器论文

六路数字抢答器设计方法 王亚静 摘要:有许多比赛活动中为了准确、公正、直观的判断出第一抢答者,通常设置一台抢答器,通过灯光等手段指示出第一抢答者。同时,还可以设置记分、犯规及奖惩记录等多种功能。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后,开始抢答,如有参赛者按抢答开关,则该组指示灯亮显示出抢答者的组别。此时,电路应具备自锁功能,使其他组的抢答开关不起作用。 关键词:第一抢答者 抢答器 锁存 复位 自锁功能 一.设计任务与技术要求 1、设计任务 设计制作一个可供6组选手参加比赛的数字式竞赛抢答器。 2、技术要求 (1) 抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛,分别用6个按钮S1、S2、S3、S4、S5、S6表示。 (2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S0,该开关由主持人控制。 (3)抢答器具有锁存与显示功能。即具有第一个抢答信号的鉴别和数据锁存的功能。抢答开始后,若选手按动抢答按钮,锁存相应编号,相应灯亮起,并封锁输入编码电路,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。 二.总体方案设计及电路的工作原理: 1. 总体方案 数字式抢答器原理框图如图1所示。它由主体电路组成。主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按动抢答键时,能亮起相应灯泡同时横封锁输入电路,禁止其他选手抢答。

图1 2.工作原理 工作原理为: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,编号二极管灭灯;主持人将开关置“开始”状态,宣布"开始"抢答器工作。选手抢答时,抢答器完成:优先判断、编号锁存、二极管发光显示。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。计数输入由秒脉冲发生器提供。 三.单元电路的设计及电路图 1.抢答电路 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,供显示电路用;二是要使其他选手的按键操作无效。这里选用6D触发器74LS174,其电路图如图2所示。 图2 其工作原理是: 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S1),74LS174的输出Q1=1,二极管D1发光。此外,Q1=1,经非门过74HC30输出为高电平,74LS174处于禁止状态,封锁其他按键的输入,保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将 S0开关重新置“清零”, 6D触发器74LS174的CLR端为低电平,输出端(Q1~Q6)全部为低电平,于是二极管灭灯;然后再进行下一轮抢答。 2.反馈电路 这部分电路是用8与非门74HC30和6个非门构成,电路图如图3.

三路抢答器课程设计

设计题目 三路抢答器的PLC控制 1 主要内容 该抢答器作为智力竞赛的品判装置,根据应答者抢答情况自动设定答题时间,并根据答题情况用灯光、声音显示其答题正确、错误及违规,在主持人的操作下,对答题者所显示的分数值进行加分、减分或违规扣分。 2 具体要求 1.主持人提出问题按下启动按钮(开始抢答)后,若10s内无人抢答,则有声音提示,说明该题无人抢答,自动作废。 2.主持人提出问题在未按下启动按钮(开始抢答)之前抢答,则违规,抢答器报出违规信号,并作减分处理。 3.主持人提出问题按下启动按钮(开始抢答)后,第一个按下按钮的信号有效,后按下的按钮信号无效。 4.主持人按下计时按钮,开始计时。答题时间为1min,答题过程中有灯光提示时间,时间到并有声音指示。 5.抢答器有数码显示器显示各答题者的分数,由主持人控制,答对者加10分,答错者减10分,违规者扣5分,减分计算中若出现负分作0分处理。 6.答题完毕按下复位按钮,恢复抢答器原始状态,为下一轮抢答做好准备。 答题过程中灯光、音响的安排及注意事项见课程设计指导书。 在上述具体的要求下,完成硬件电路的制作和接线,PLC控制程序的设计及联机调试,直至满足要求。 3 进度安排

1.理解课程设计内容及设计要求,查阅资料(第一周的星期一)。 2. PLC外围硬件电路的制作和接线,构思设计方案(第一周的星期二至星期三)。 3. PLC控制程序设计、程序调试及系统的总体调试,撰写课程设计报告(第一周的星期四至第二周星期四)。 4. 课程设计答辩、批改设计报告,登载成绩(第二周星期五)。 4 完成后应上交的材料 PLC外围硬件连接电路、程序清单及课程设计总结报告。 6 总评成绩 指导教师签名日期年月日系主任审核日期年月日 目录 绪论 (3) 第一章系统设计内容及要求 (1) 第二章硬件设计 (3) 2.1硬件选取 (3) 2.1.1 三菱PLC可编程控制器 (3) 2.1.2 按钮板块 (3)

数电课程设计抢答器

数电课程设计——抢答器 1220223 16 左杉2014.6.25 设计目的 掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计方法。 设计任务与要求 (1)4名选手编号为:1,2,3,4。各有一个抢答按钮S0 ~ S4表示。,按钮的编号与选手的编号对应。 (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)和抢答的开始控制开关S。 (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。 一.抢答器的基本功能 1.设计一个抢答器,可同时供四名选手或四个代表队参加比赛,编号为一,二,三,四,各用一个抢答按钮,分别用四个开关表示。 2.给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)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,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号,并且给出出声响提示,封锁输入电路,实现优先锁存,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零为止。 二.使用元件 芯片:74ls75,74ls147,74ls48,74ls08,74ls04,74ls00 其他器件:5个单刀单掷开关,一个7段数码管,一个蜂鸣器,一个三极管,导线若干。 三.具体原理为 1)抢答器电路 该部分主要是由74LS75实现的,此元件是低端有效。当四个选手抢答时,输入的信号为“1”,用74LS20将这四个选手在75芯片对应的非输出端与主持人的主控开关相与非,接入75的使能端(E0/1和E2/3),这样就通过“0”,把75锁定,完成锁定功能。

四路抢答器课程设计报告

四 路 抢 答 器 设 计 实 验 报 告 信息科学技术学院自动化*班 ****

四路抢答器设计实验报告 一、设计任务: 1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解,提高综合运用本课程所学知识的能 力。 2、养成根据设计需要选学参考书籍,查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。 3、通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件、电路组装、 调试和检测等环节,初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法,提高学生动手能力和进行 数字电子电路实验的基本技能。 二、技术指标 抢答器是一种具有优先输出的电子电路。它的基本功能是,在四组参赛的情况下,首先抢答者发出抢答信号,此时其他参赛组的抢答电路即失去控制作用。在优先抢答者解除抢答信号后,电路才自动恢复到各组又可均等抢答的状态中。 1、设计一个可供4人进行的抢答器。 2、系统设置复位按钮,按动后,重新开始抢答。

3、抢答器开始时数码管无显示,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。抢答后显示优先抢答者序号,同时发出音响。并且不出现其他抢答者的序号,这样其它选手无法再抢答,达到抢答目的。 4、抢答器具有定时抢答功能,本抢答器的时间设定为10秒,当主持人启动“开始”开关后,定时器开始减计。 5、设定的抢答时间,选手可以抢答,这时定时器开始工作,显示器上显示选手 的和抢答时间。并保持到主持人按复位键。 6、当设定的时间一到,而无人抢答时,本题报废,选手们无法再抢答,同时扬 声器报警发出声音,定时器上显示0。 三、元件清单:

基于PLC的六路抢答器系统设计课程设计

课程设计说明书
题目: 基于 PLC 的六路抢答器系统设计

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8路抢答器的设计报告(数字电路课程设计)资料

《数字电子技术》课程设计报告 8路智力抢答器 设计与制作 设计要求: 1、可同时供8名选手或8个代表队参加比赛; 2、主持人控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答 的开始; 3、抢答器具有数据锁存和显示的功能; 4、抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由 主持人设定; 5、具有报警功能。 成绩:评阅人: XX科技学院理学院

8路智力抢答器 设计与制作 8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答,显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时,即使抢答,不会显示选手号码。 8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作,进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。 一、设计要求 (一)设计指标 1、计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,他们的编号分别是0、1、 2、 3、 4、 5、 6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号相对应,分别是S0——S7。 2、给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)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,编号立即锁存,并在LED数码管行显示出选手的编号,

同时扬声器给出音响提示。此外,要封锁输入电路,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零为止。 4、抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30s)。当节目主持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的声响。 5、参赛选手在设定的时间内抢答,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时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。 6、如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00。 (二)设计要求 1、画出电路原理图(或仿真电路图); 2、元器件及参数选择; 3、电路仿真与调试; (三)制作要求自行装配和调试,并能发现问题和解决问题。 (四)编写设计报告写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,有心得体会。 二、原理框图 抢答器系统原理框图如下所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成,主体电路完成基本抢答后,选手按动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答,扩展电路完成定时

数电课程设计(抢答器)

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位:信息工程学院 题目: 多路数字定时抢答器设计 初始条件: 本课程设计,要求用集成电路:74LSl48,74LS279,74LS48,74LSl92,NE555,74LS00,74LSl21和其它器件等,实现八路定时抢答功能。用蜂鸣器作声电器件,工作电源Vcc为+5V。 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1、课程设计工作量:1周内完成对多路数字定时抢答器的设计、仿真、装配与调试。 2、技术要求: ①可同时供8名选手(或代表队)参赛,其编号分别是0到7,各用一个抢答按钮,按钮的 编号与选手的编号相对应。给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答的开始。 ②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,编号立即锁存, 并数码管上显示选手的编号,同时扬声器给出声音提示;同时封锁输入电路,禁止其它选手抢答。 优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。 ③抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。当主持人启 动“开始”键后,要求定时器立即进行减计时,并用显示器显示,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续时间0.5秒左右。 ④参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 和抢答时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止;如果定时抢答的时间已到,而没有选手抢答时,本次抢答无效,系统进行短暂的报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,定时显示器上显示00。 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。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全 文用A4纸打印,图纸应符合绘图规范。 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

《PLC课程设计》(---九路抢答器)指导书

广东工贸职业技术学院 2010~2011学年第二学期 PLC课程设计指导书 题目:九路抢答(PLC可编程控制器应用) 课程名称《PLC及组态课程设计》专业电子信息适用年级 09级 班级 09电信班1、2 指导教师 _侯益坤、伍勤谟 · 一、课程设计的目的 PLC的课程设计是在完成本课程内容的课堂教学和实践之后进行的。目的是通过对一个实际应用课题的设计,初步掌握PLC控制系统的设计方法,从了解设计要求,运用所学知识并查阅有关技术资料进行系统设计,到模拟安装调试,然后整理有关技术资料,编写设计说明书,使学生得到一次系统的训练,从而对本课程理解更深刻,更清楚,更重要的是提高应用理论知识解决实际问题的能力。 课程设计应以培养学生的能力为主,要求学生在独立完成设计任务的同时,注意多方面能力的培养和提高,主要包括以下几方面: (1)综合运用专业及基础知识解决实际工程技术的能力。 (2)独立工作的能力和创造能力。 — (3)查阅技术资料和各种工具书的能力。 (4)工程绘图能力。

(5)撰写技术报告和编制技术资料的能力。 因此,在课程设计教学中,应以学生为主体,让其充分发挥自主性和创造性。教师的作用主要体现在工作方法的指导和思维方法的引导,以及设计技术把关上面。 二、系统方案设计要求说明 在很多竞赛活动中,经常用到抢答器。对抢答器的控制要求是:当多个输入信号输入时,抢答器只接收第一个到来的信号,而不接收后面到来的输入信号并使第一个到来的输入信号相应的灯或铃有反应。 本系统中设有9个抢答输入按钮、一个复位按钮、一个开始按钮,一个七段数码管,一个蜂鸣器,一个3S兰灯,一个5S黄灯,一个红色违规指示灯。 】 本系统可提供九个抢答台,在主持人的主持下,参赛人通过抢先按下按钮回答问题。 在抢答开始前,主持人应按下复位按钮使系统复位,做好抢答准备。 当主持人说开始,并同时按下开始按钮,抢答开始,并限定抢答时间为10s。 若抢答者在抢答开始前抢先输入,则属违规要显示该台台号,同时蜂鸣器以秒的周期响, 红色违规指示以1秒的周期闪烁,以便扣分惩罚。 若在开始之后到3s之内第一个按下抢答输入,由七段显示器显示该台台号,同时3s兰灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应兰灯点亮额外奖励加分。 若在3s之后到5s之内第一个按下抢答输入,由七段显示器显示该台台号,同时5s黄灯点亮、蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对之后给予基本加分和对应黄灯点亮额外奖励加分。 若在5s之后10s之内第一个按下抢答输入,由七段显示器显示该台台号,蜂鸣器声以秒的周期响。以便答对给予基本加分

三路抢答器的设计与仿真

《基础强化训练》报告书 题目:三路抢答器 专业班级:电子0903 学生姓名: 指导教师: 武汉理工大学信息工程学院 2011 年7 月8 日

基础强化训练任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位:武汉理工大学 题目:三路抢答器的PCB板设计 一、训练目的 主要目的就是对学生进行基础课程、基本技能、基本动手能力的强化训练,提高学生的基础理论知识、基本动手能力,提高人才培养的基本素质。 二、训练内容和要求 1、基础课程和基本技能强化训练 (1)设计一个三路抢答器电路; (2)对所设计电路的基本原理进行分析; 2、文献检索与利用、论文撰写规范强化训练 要求学生掌握基本的文献检索方法,科学查找和利用文献资料,同时要求学生获得正确地撰写论文的基本能力,其中包括基本格式、基本排版技巧和文献参考资料的写法、公式编排、图表规范制作、中英文摘要的写法等训练。 3、基本动手能力和知识应用能力强化训练 (1)学习PROTEL软件; (2)绘制电路的原理图和PCB版图,要求图纸绘制清晰、布线合理、符合绘图规范; 4、查阅至少5篇参考文献,按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写基础强化训练报告书,全文用A4纸打印。 三、初始条件 计算机;Microsoft Office Word 软件;PROTEL软件 四、时间安排 1、2011年7 月11日集中,作基础强化训练具体实施计划与报告格式要求的说明; 学生查阅相关资料,学习电路的工作原理。 2、2011 年7 月11 日,电路设计与分析。 3、2011 年7 月12日至2011 年7 月14日,相关电路原理图和PCB版图的绘制。 4、2011年7 月15日上交基础强化训练成果及报告,进行答辩。 指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日

数电课程设计报告-抢答器

课程设计报告 题目数字抢答器设计 课程名称数字电子技术院部名称龙蟠学院 专业自动化 班级M11自动化学生姓名王栋明 学号1121112015指导教师赵国树 金陵科技学院教务处制

目录 第一章设计要求 (5) 第二章总体参考方案 2.1 总体参考方案框图 (5) 2.2 总体参考时序逻辑 (6) 第三章单元电路设计 3.1 定时电路 3.1.1 电路设计 (6) 3.1.2 元件说明 (7) 3.2 开关阵列电路 3.2.1 电路设计 (8) 3.3 门控电路 3.3.1 电路设计 (8) 3.2.2 元件说明 (9) 3.4 编码电路 3.4.1 电路设计 (11) 3.4.2 元件说明 (12) 3.5 报警电路 3.5.1 电路设计 (13) 3.5.2 元件说明 (13) 3.6 显示电路

3.6.1 电路设计 (13) 3.6.2 元件说明 (13) 第四章整体电路图 (15) 第五章各部分功能的实现 5.1 按下S1启动定时30S,开始抢答,LED灯亮 (15) 5.2 某位选手抢答有效 (16) 5.3 清零、灭灯、复位 (16) 第六章心得体会

第一章设计要求 1. 数字抢答器应具有数码锁存、显示功能,抢答组数分为八组,即序号0、1、 2、3、4、5、6、7,优先抢答者按动本组开关,组号立即锁存到LED显示器上,同时封锁其它组号。 2. 系统设置外部清除键,按动清除键,LED显示器自动清零灭灯。 3. 数字抢答器定时为30秒,启动起始键后,要求:①30秒定时器开始工作; ②蜂鸣器要短暂报警;③发光二极管亮灯。 4. 抢答者在30秒内抢答,抢答有效,终止定时;30秒定时到,无抢答者本次抢答无效,系统短暂报警,发光二极管灭灯。 第二章总体参考方案 2.1、总体参考方案框图 2.2、总体参考时序逻辑 它包括定时电路、门控电路、译码显示电路、8线-3线优先编码器、RS锁存器和报警电路等六个部分组成。其中定时电路、门控电路、译码显示电路及8线-3线优先编码器三部分的时序配合尤为重要,当启动外部操作开关(起始键)时,定时器开始工作,同时打开门控电路,输出有效,8线-3线优先编码器等待

课程设计三路抢答器

三人抢答计时器 一、摘要 智力竞赛抢答计时器是一名公正的裁判员,它的任务是从若干名参赛者中确定出最先的抢答者,并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。 二、设计要求 1.设计一个三人参加的智力竞赛抢答计时器。 2.当有某一参赛者首先按下抢答开关时,相应显示灯亮并伴有声响。此时,抢答器不再接收其他输入的信号。 3.电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题的时间小于等于100秒(显示0~99),时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时,发出声响以示警告。 三、给定条件及元器件 1.要求电路主要选用中规模CMOS集成电路CC 4000 系列。 2.电源电压为5 ~ 10 V 。 3.本设计要求在数字电路实验箱上完成。 四、设计内容 1.电路各部分的组成和工作原理。 2.元件器的选取及其电路图和功能。 3.电路各部分的调试方法。 4.在整机电路的设计调试过程中,遇到什么问,其原因及解决的办法。 五、电路组成和工作原理

图(一) 根据上面所说的功能要求,智力竞赛抢答计时系统的组成框如图(一)所示。 它主要由六部分组成; 1、抢答器——是三人抢答计时器的核心。当参赛者的任意一位首先按下抢答开关时,抢答器即刻接受该信号,指使相应发光二级管亮(或音响电路发出声音),与此同时,封锁住其他参赛者的输入信号。 2、抢答控制电路——由三个开关组成。三名参赛者各控制一个,拨动开关使相应控制端的信号为高电平或低电平。 3、清零装置——供比赛开始前裁判员使用。它能保证比赛前触发器统一清零,避免电路的误动作和抢答过程的不公平。 4、显示声响电路——比赛开始,当某一参赛者按下抢答器开关时,触发器接受该信号,在封锁其他开关信号的同时,使该路的发光二极管发出亮光和蜂鸣器发出声响,以引起人们的注意。 5、计时显示声响电路——是对抢答者回答问题时间进行控制的电路。若规定回答问题时间小于等于100秒(显示为0—99),那么显示装置应该是一个二位数字显示的计数系统。 6、振荡电路——它应该提供给抢答器,计时系统和声响电路工作的控制脉冲。

六路抢答器设计报告

六路数字抢答器设计报告 目录 一、任务设计和要求 (2) 二、设计方案与论证 (4) 三、电路设计计算与分析 (5) 3.1 主持人控制电路 (5) 3.2 10S倒计时电路 (7) 3.3 控制显示电路 (10) 3.4 主要元器件介绍 (12) 四、总结与心得 (18) 五、附录 (19) 附录一:元器件清单 (19) 附录二:六路抢答器原理图 (20) 附录三:六路抢答器的仿真 (21) 六、参考文献 (22) 1

一、设计任务和要求 六路数字抢答器的设计任务如下: 1.主持人按动启动按钮,抢答开始,同时开始10秒倒计时。 2.6名抢答选手编号分别为1-6,各自控制一个按钮进行抢答,有人按下时扬声器给出声音提示,倒计时电路停止计时,同时显示抢答选手的号码。 3.选用七段LED作为显示器。 4.完成电路的理论设计。 5.参数的计算和有关器件的选择。 6. 对电路进行仿真。 7.撰写设计报告书一份:A3图纸1张。报告书要求写明以下内容:(B5纸) (1)总体方案的选择和设计 (2)各个单元电路的选择和设计 (3)仿真过程的实现 课程设计要求如下: 课程设计大体可分成以下三个阶段: 1.设计与计算阶段 学生根据课程设计任务、要求和条件进行总体方案的设计,通过论证和选择,确定总体方案。此后是对方案中单元电路 2

进行选择和设计计算,包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图,选用元件一览表。 2.计算机仿真及电路制版 运用仿真软件EWB或MULTISIM对设计电路进行仿真,排除电路故障、调整元器件参数、修改电路,使之达到设计指标要求。最后使用PROTEL软件完成对电路的PCB制版(选作)。 3.撰写设计报告阶段 设计报告是学生对课程设计全过程的系统总结。学生应按规定的格式撰写设计报告。设计报告的主要内容有: 1)课题名称。 2)设计任务和要求。 3)方案选择与论证。 4)原理框图,总体电路图、计算机电路仿真图,以及它们的说明;单元电路设计与计算说明;元器件选择和电路参数计算的说明等。 5)收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。 3

数电课程设计报告《八路数字抢答器》

数字电路课程设计 数字抢答器 设计报告 姓名: 学号: 专业:电子信息工程系 指导教师: 2012年04 月18 日

八路数字抢答器 一、设计目的及任务 1.设计的目的 通过八路数字抢答器的设计实验,要求大家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。 2.设计的任务及要求 (1)基本功能 ①设计一个智力竞赛抢答器,可同时供8名选手或8个代表队参赛,他们的选号分别是0、1、2、3、4、5、6、7,各用一个抢答按钮,按钮的编号对应分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 ②给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管灭灯)和抢答器的开始。 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,编号立即锁存,并在LED数码管上显示出选手的编号。此外,要封锁输入电路,禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持主持人将系统清零为止。(2)扩展功能 ①抢答器具有定时抢答的功能,且一次抢答的时间可以由主持人设定(如30秒)。当节目支持人启动“开始”键后,要求定时器立即减计时,并用显示器显示。 ②参加选手在设定的时间内抢答,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时刻的时间,并保持到主持人将系统清零为止。 ③如果定时抢答的时间已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效,系统短暂报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器上显示00。 二、电路设计总方案及原理框图 1. 设计思路 (1)本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁,即使其他组的抢答信号无效。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。

六路抢答器课程设计

湖南大学课程设计报告 课程名称:电子技术课程设计 系部:电气工程系 专业班级:电子科学技术 学生姓名: 指导教师: 完成时间: 2011.06.19 报告成绩:

目录 摘要 3 第一章、设计题目 4 第二章、设计目的 4 第三章、设计要求 4 3.1设计指标 4 3.2设计要求 4 第四章、设计方案与论证 5 第五章、系统具体电路设计及原理 5 5.1抢答器电路的设计 5 5.2定时电路的设计 5 5.3报警电路的设计 (6) 5.4时序控制电路的设计 (6) 第六章、主要元器件介绍 (7) 6.1 74LS48 和74LS192的功能表 (8) 6.2 74LS148 (9) 6.3 74LS279 (10) 6.4 74LS121 (11) 6.5NE555 (11) 第七章、设计采用元件 (13) 第八章、电路设计仿真 (13) 第九章、实验心得 (15) 第十章、参考文献 (16)

摘要 本设计的抢答器是一种比较简易的抢答器,没有使用特别多的复杂的元器件。结合上机动手实验而完成的。它的特点是电路简单、制作方便、操作简单、方便、性能可靠,实用于多种智力竞赛活动。本抢答器的电路主要完成:设计一个六路抢答器,实现开始一定时间后,开始抢答状态,可以判定是哪个信号抢答的,同时封锁其他信号,如果过了抢答时间,仍然没有抢答或者出现抢答者同时抢答时,那么就报警。这个抢答器设计基本上满足了实际竞赛应用中的各种需要。在实际中有很大的用途。 无论是在学校、工厂、军队还是益智性电视节目,都会举办各种各样的智力竞赛,都会用到抢答器。目前市场上已有各种各样的智力竞赛抢答器,绝大多数是以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品。这部分抢答器已相当成熟,但功能越多的电路相对来说就越复杂,且成本偏高,故障高,显示方式简单。 数字抢答器由主体电路与扩张电路组成.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的开关启动报警电路,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.经过布线,焊接,调试等工作后数字抢答器成型. 抢答器四周有安装孔,可以方便的安装在操作台上,外接抢答按钮接入相应的接线端子,如果需要外接电铃或指示灯,则接入继电器端子,安装完毕后就可以上电了,抢答器的电流输入为5V直流输入. 抢答器通上电后,蜂鸣器响,三个数码管都显示0,按下复位按钮后进入正常工作状态,这时可以设定抢答倒计时间,只要按动10进制编码按钮分别对时间的十位和个位设定,设定的时间在数码管上实时的显示出来.设定的时间范围为:0~30秒,设定完时间后,就可以按动开始按钮,表示抢答开始,这时蜂鸣器响0.1秒,提示各位选手,抢答已经开始,同时倒计时器开始从设定的时间进行倒计时. 若在抢答时间内有人抢答,则第三个数码管立即显示抢答位号,倒计时间停止倒计时,所用掉的时间就是抢答的时间,同时蜂鸣器响2秒,继电器吸合2秒,表示有人抢答,在这个按键之后按下的按键除了复位键外,其他按键均无效,只有主持人按下复位键后,可以进入下一轮抢答.

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