PCB电路板数字抢答器的设计及PCB板制作李红圆
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八路智力抢答器的制作与调试请按照所给原理图及元器件,制作一个八路智力抢答器。
要求:1分析电路图原理,进行计算机绘图设计PCB板。
目标:1熟悉焊接技术。
2掌握数字集成资料查询,识别,测试与选取方法:显示译码器,数码显示的识别与选取:电子产品电路的安装,测试与检测方法。
3了解元器件布局的工艺要求4了解连线的布局要求。
电路原理图:元器件清单:电路原理图分析:(1)当按下开关S1时,D1被导通使CD4511芯片的A端输入1,其余B,C,D分别输入0,即0001所对应的数码显示管显示1,则共阴极数码管的b,c端分别为1,其余a,d,e,f,g端分别为0.(2)当按下开关S2时,D2被导通使CD4511芯片的B端输入1,其余A,C,D分别为0,即0010所对应的数码显示管显示2,则共阴极数码管的a,b,g,e,d端分别为1,其余c,f端分别为0.(3)当按下开关S3时,D3和D4同时导通使CD4511芯片的A端和B端输入为1,其余C,D端分别输入为0,即0011所对应的数码显示管显示3,则共阴极数码管的a,b,g,c,d端分别为1,其余e,f端分别为0.(4)当按下开关S4时,D5被导通使CD4511芯片的C端输入1,其余A,B,D分别为0,即0100所对应的数码显示管显示4,则共阴极数码管的b,c,g,f端分别为1,其余a,d端为0.(5)当按下开关S5时,D6和D7同时导通使CD4511芯片的A端和C端输入为1,其余B,D端分别输入为0,即0101所对应的数码显示管显示5,则共阴极数码管的a,f,g,c,d端分别为1,其余e,b端分别为0.(6) 当按下开关S6时,D8和D9被导通使CD4511芯片的B和C端输入1,其余A,D分别为0,即0110所对应的数码显示管显示6,则共阴极数码管的a,f,g,e,d,c 端分别为1,其余b端分别为0.(7) 当按下开关S7时,D10,D11和D12被导通使CD4511芯片的A,B和C端输入1,其余D分别为0,即0111所对应的数码显示管显示7,则共阴极数码管的a,b,c 端分别为1,其余d,e,f,g端分别为0.(8) 当按下开关S8时,使CD4511芯片的D端输入1,其余A,B,C,分别输入0,即1000所对应的数码显示管显示8,则共阴极数码管的a,b,c,d,e,f,g端分别1为1.PCB板图:知识链接一.焊接技术:1、锡焊工具与材料(1)、焊接材料焊接材料包括焊料(俗称焊锡)和焊剂。
电子电路课程设计报告(软件设计部分)课题名称竞赛抢答器课题编号设计题 10学院(系)专业学生姓名学号指导老师年月日一、设计目标在知识竞赛、文体娱乐活动(抢答赛活动)中,抢答器能准确、公正、直观地判断出抢答者的座位号。
1.结合实际需要设计一个四个选手参赛的抢答器,主持人宣布开始抢答时,10秒倒计时电路启动,如有选手抢答,倒计时停止,阻止其他选手抢答。
2.准确分辨、记录第一个有效按下抢答键者,并用显示器和扬声器进行指示。
3.结合实际需要完善以上功能。
二、设计方案主要设计方案由多路开关经过锁存器控制,以及计数器构成的倒计时电路,再经过编码器、译码器和显示电路、音频电路,实现抢答器功能。
其原理框图如下:多路开关按下之后,锁存器能记下第一个按下开关的数字,此时其他开关按下无效。
当按下重置按钮后倒计时重新开始,开始另一轮抢答。
计数器在时钟脉冲的作用下,具有倒计时功能。
编码器、译码器、显示电路把锁存器输出的状态和倒计时剩余的时间显示到7段数码管上,在显示抢答成功的选手的同时蜂鸣器开始报警,这位选手对应的LED灯也亮。
按下重置按钮后,LED灯熄灭,蜂鸣器停止报警。
三、仿真电路1.抢答部分的实现电路的主要器件是74LS175型四上升沿D 触发器,其引脚排列及真值表如图所示。
它的清零端D R 和时钟脉冲CP 是四个D 触发器共用的。
抢答前,1Q ~4Q 均为低,相应的LED 都不亮,1Q ~4Q 均为高。
与非门U5A 输出为低,蜂鸣器不响。
同时U9B 输出为高,将U9A 开通,时钟脉冲可以经过U9A 进入D 触发器的CP 端。
此时由于各开关均未按下,1D ~4D 均为低,所以触发器状态不变。
抢答开始后,若5S 先按下,1D 和1Q 均变成高,相应的LED1亮。
1Q 变成低,与非门U5A 输出为高,扬声器响。
同时U9B 输出为低,将U9A 关断,时钟脉冲不能经过U9A 进入D 触发器的CP 端,其他按钮也就没有作用了。
课题抢答器的设计、制作与调试一.任务用数字集成电路设计一款抢答器,要求具有8路抢答输入,能用8个不同的数字显示每一路抢答结果,输出具有唯一性和时序性。
完成上述任务,可以自行加入扩展功能。
二.教学目的通过本课题练习,提高学生制作的综合能力,使学生了解一个产品的设计制作全过程。
从要求入手,开始构思、设计,到仿真,绘图,直至最后做出成品。
由于有些课程学生还没有开设,或开设较晚,所以不同班级的学生有可能在效果上有所差别。
三.教学流程设计:根据设计要求查找资料、绘出框图,以及各部分单元电路。
仿真:用Multisim软件进行仿真测试。
绘图:要求用protel 99绘制原理图和PCB图电路制作调试:用面包板搭接电路,直至调试成功。
四.设计思路1.产品构思:根据要求,我们可以把抢答器划分成几个功能部分抢答器基本功能组成:2.元件选择:根据基本功能,我们可以选择如下数字集成电路⏹ 74LS373 1个 (8D 锁存器) ⏹ 74LS30 1个 (8输入与非门) ⏹ 74LS147 1个 (10-4线优先编码器) ⏹ 74LS1481个 (8-3线优先编码器)⏹ 74LS04 1个 (6反向器) ⏹ CD4511 1个 (4线-7段锁存译码器/驱动器) ⏹ 74LS32 1个(4-2输入或门)⏹ 74LS47 1个 (4线-7段锁存译码器/驱动器) ⏹ 74LS48 1个 (4线-7段锁存译码器/驱动器)3.元件参数的查询通过元件手册查找数字集成电路的功能及参数。
在本机C 盘根目录下的元件手册中查找。
基本查询项目:工作电压、拉电流 和灌电流能力、管脚封装与排列及 功能表。
以下为主要元件管脚图和 功能表。
右图为共阴8段数码管管脚图g f — a b本数码管需要与74LS48共阴驱动/译码器搭配使用。
如果是共阳8段数码管,则管脚位置相同,只是COM端由接低电平改为接高电平。
同时与74LS47共阳驱动/译码器搭配使用。
74LS147管脚图VCC /Y3 /IN3 /IN2 /IN1 /IN9 /Y0/IN4 /IN5 /IN6 /IN7 /IN8 /Y2 /Y1 GND/IN1——/IN9:编码输入(低电平有效),都为高电平时,为十进制0/Y0——/Y3:编码输出端(低电平有效)74LS148管脚图VCC Y S/Y EX/IN3 /IN2 /IN1 /IN0 /Y0/IN4 /IN5 /IN6 /IN7 /ST /Y2 /Y1 GND/IN0——/IN7:编码输入(低电平有效),都为高电平时,进行3线(421)二进制优先编码,即对最高位数据线进行编码。
抢答器的设计与制作(五篇范例)第一篇:抢答器的设计与制作抢答器的设计与制作抢答器是竞赛问答中一种常用的必备装置,从原理上讲,它是一种典型的数字电路,其中包括了组合逻辑电路和时序电路。
从有利于学习的角度考虑,这里主要介绍以中小规模集成电路和PLD器件设计抢答器的方法。
1抢答器的基本组成及工作原理1.1抢答器的组成抢答器的一般构成框图如图1.1所示。
它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、编码器、7段显示器几部分组成。
下面逐一给予介绍。
图1.1抢答器的组成框图(1)开关阵列电路该电路由多路开关所组成,每一竞赛者与一组开关相对应。
开关应为常开型,当按下开关时,开关闭合;当松开开关时,开关自动弹出断开。
(2)触发锁存电路当某一开关首先按下时,触发锁存电路被触发,在输出端产生相应的开关电平信息,同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱,最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。
若有多个开关同时按下时,则在它们之间存在着随机竞争的问题,结果可能是它们中的任一个产生有效输出。
(3)编码器编码器的作用是将某一开关信息转化为相应的8421BCD码,以提供数字显示电路所需要的编码输入。
(4)7段显示译码器译码驱动电路将编码器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
(5)数码显示器数码管通常有发光二极管(LED)数码管和液晶(LCD)数码管。
本设计提供的为LED数码管。
1.2抢答器的工作原理(1)开关阵列电路图1.2所示为8路开关阵列电路,从图上可以看出其结构非常简单。
电路中,R1~R8为上拉和限流电阻。
当任一开关按下时,相应的输出为低电平,否则为高电平。
图1.2开关阵列电路(2)触发锁存电路图1.3所示为8路触发锁存电路。
图中,74HC373为8D锁存器,一开始,当所有开关均未按下时,锁存器输出全为高电平,经8输入与非门和非门后的反馈信号仍为高电平,该信号作为锁存器使能端控制信号,使锁存器处于等待接收触发输入状态;当任一开关按下时,输出信号中必有一路为低电平,则反馈信号变为低电平,锁存器刚刚接收到的开关被锁存,这时其它开关信息的输入将被封锁。
《数字电子技术课程设计》报告——数字电路抢答器电路设计专业:电子信息工程班级:姓名:学号:指导教师:1.课程设计目的抢答器电路设计方案很多,有用专用芯片设计的、有用复杂可编程逻辑电路设计的、有用单片机设计制作的、也有用可编程控制器完成的,但由于专用电路芯片通常是厂家特殊设计开发的,一般不易买到或价格较高,用其它方式设计的需要设计者具有相应的理论知识,并要通过仿真器、应用软件、计算机等辅助设备才能验证完成,不利于设计者的设计和制作。
而有些实际竞赛的场合,只要满足显示抢答有效和有效组别即可,故我打算不用所给的参考电路,而用一片74LS297(8位的数据锁存器)来实现此简易抢答器的功能。
这是一个显示方式简单、价格低廉、经济实用的抢答器。
在要求不高的场合,能完全符合需要2、性能指标要求:(1)设计制作一个可容纳8组参赛的数字式枪答器,每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。
(2)根据数字式抢答器的功能和使用步骤,设计抢答者的输入抢答锁定电路、抢答者序号编码、译码和显示电路。
(3)设计定时电路,声、光报警或音乐片驱动电路。
(4)设计控制逻辑电路,起动、复位电路。
(5)设计计分电路,犯规电路。
3.电路组成框图如图3.1数字抢答器框图如图3.1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,扬声器给出声响提示。
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、扬声器提示。
当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
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。
4.元器件清单元件清单:74L S148 174L S279 174L S48 374L S192 2N E555 274L S00 174L S121 15.各功能块电路图5.1抢答器电路设计参考电路如图5.11所示。
八路抢答器设计(PCB排线图+电路原理图)-课程设计八路抢答器设计(PCB排线图+电路原理图)此次课程设计中,我们组由三位同学组成,每个人都投入了最大的热情和精力,从设计电路图,选择元器件,去电子市场买零件,焊接电路板,每一个过程都经过了大家的共同探讨,其过程中出现了不少的问题,我们没有气馁,没有退缩,积极向老师和同学请教,并且一遍又一遍的重复实践,直到我们期望的结果实现。
事实也证明我们的努力没有白费,认真严谨的实习态度给我们带来了成功的喜悦!这次课程设计,留给我印象最深的是要设计一个成功的电路,必须要有耐心,要有坚持的毅力。
在整个电路的设计过程中,花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上,如CP脉冲的供给通断,到计时电路的零时刻锁存,和抢答器的选手号锁存等。
在多种方案的选择中,我们仔细比较分析其原理以及可行的原因。
并且使我深刻的体会到在设计过程中,需要反复实践,其过程很可能相当烦琐,有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做,那时心中未免有点灰心,有时还特别想放弃,此时更加需要静下心,查找原因。
设计思路是最重要的,只要你的设计思路是成功的,那你的设计已经成功了一半。
因此我们应该在设计前做好充分的准备,像查找详细的资料,为我们设计的成功打下坚实的基础。
制作过程是一个考验人耐心的过程,不能有丝毫的急躁,马虎,对电路的调试要一步一步来,不能急躁,因为是在电脑上调试,比较慢,又要求我们有一个比较正确的调试方法,又要我们要灵活处理,在不影响试验的前提下可以加快进度。
要熟练地掌握课本上的知识,这样才能对试验中出现的问题进行分析解决。
通过这次电子系统设计,我们掌握了设计一个数字电路的基本方法和基本步骤,实际解决了设计中出现的问题,增强了寻找问题,解决问题的能力。
培养了我的设计思维,增加了实际操作能力。
此次电子设计的成功不仅帮助我们更好地掌握书本知识,尤其重要的是增强了我们的自信,培养了我们独立思考的能力!最后,感谢贾雅琼老师为我们提供这次的实习机会和悉心的指导。
数字抢答器电路设计一、引言随着科技的发展,数字抢答器在各种竞赛、会议和活动中越来越普及。
设计一个高效、可靠、易用的数字抢答器电路具有重要意义。
本文将详细介绍数字抢答器的电路设计过程,包括需求分析、硬件设计、软件编程和测试等环节。
二、需求分析在设计数字抢答器电路之前,首先要明确需求。
通常,数字抢答器应具备以下功能:实时显示抢答者的编号;具有开始和复位功能;抢答者优先级判断;抢答成功后,相应编号保持显示并锁定其他抢答者;具有计时功能,可设定抢答时间。
三、硬件设计根据需求分析,数字抢答器电路主要包括以下几个部分:抢答按钮:每个抢答者拥有一个按钮,按下按钮表示抢答;显示屏:显示抢答成功者的编号;微控制器:负责处理抢答信号,控制显示屏和计时器;计时器:设定抢答时间,并在时间到达时控制微控制器锁定抢答功能。
四、电路原理图设计电路原理图是数字抢答器电路设计的核心。
在设计过程中,应遵循以下原则:选择合适的微控制器,确保其具备足够的I/O端口和处理速度;根据显示屏的接口类型,设计相应的接口电路;为每个抢答按钮设计一个输入端口,并连接至微控制器的I/O端口;设计计时器电路,确保其精度和稳定性;为电路添加电源滤波和保护电路,以提高抗干扰能力。
五、软件编程在完成硬件设计后,需要对微控制器进行编程。
编程的主要任务包括:初始化微控制器和显示屏;编写抢答信号处理函数,根据抢答信号的先后顺序判断优先级;设计计时器中断处理函数,实现抢答时间的设定和锁定功能;编写显示函数,实时显示抢答成功者的编号。
六、测试与调试完成软件编程后,需要对数字抢答器电路进行测试与调试。
测试的主要内容包括:检查电路板的焊接质量和元件的完整性;使用示波器和逻辑分析仪检查电路的信号质量和时序关系;对微控制器进行仿真测试,确保其程序逻辑正确;在实际环境中进行抢答测试,观察显示屏的显示效果和抢答功能的实现情况。
七、总结与展望通过以上设计过程,我们可以得到一个功能完备、性能可靠的数字抢答器电路。
焊接八路数显抢答器的实训报告册一、实训概述本次实训的目标是设计和制作一套八路数显抢答器,通过焊接实践来提升我们的电子技术能力和实际操作能力。
二、所需材料1. PCB板:用于焊接各个电子元件的基础板。
2. 电子元件:包括数码管、按键开关、单片机等。
3. 连接线:用于连接各个电子元件之间的导线。
三、实训流程1. 设计电路原理图:根据要求,我们首先进行电路原理图的设计。
确保各个电子元件的正确连接。
2. 焊接电路:根据电路原理图进行焊接。
首先,我们要将电子元件按照原理图的连接顺序进行焊接,确保焊接点的牢固和导线之间的连接良好。
3. 测试电路:焊接完成后,我们需要进行电路的功能测试。
确保数显抢答器能够正常工作,数码管能够显示正确的数字,按键开关能够准确响应。
4. 调试和修改:如果在测试中发现电路存在问题,我们需要进行调试和修改。
可能需要重新焊接某些电子元件或更换不良元件。
5. 最终测试:在调试完毕后,进行最终的测试。
确保八路数显抢答器在各种情况下都能够正常工作。
四、实训心得通过这次实训,我们对电子技术有了更深入的了解。
在焊接过程中,我们学会了仔细观察电路原理图、正确连接电子元件,以及解决电路故障的能力。
同时,实训还提高了我们的团队合作能力。
在整个实训过程中,我们相互配合,共同解决问题,取得了很好的成果。
通过实际操作,我们深刻体会到了电子技术的重要性和实践的意义。
我们不仅掌握了焊接技术,还学会了分析和解决电路故障的方法。
综上所述,这次焊接八路数显抢答器的实训是一次富有挑战性的实践活动。
通过这次实训,我们提高了电子技术能力,并充实了自己的实践经验。
相信这些知识和技能在我们今后的学习和工作中将起到重要的作用。
pcb抢答器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PCB抢答器的基本原理和组成部分,掌握电路图的识图能力;2. 学生能掌握PCB抢答器中电子元件的功能和电路连接方法,了解其在实际应用中的作用;3. 学生了解PCB制作的基本过程,掌握简单电路板的焊接技巧。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计并制作出一个简易的PCB抢答器电路;2. 学生通过动手实践,提高电路搭建、调试及故障排除的能力;3. 学生能够运用团队协作,进行有效沟通,共同完成项目任务。
情感态度价值观目标:1. 学生通过参与课程,培养对电子技术的兴趣和热情,激发创新精神;2. 学生在实践过程中,树立正确的安全意识,遵循实验操作规程;3. 学生学会分享、互助,培养团队精神和合作意识,提高解决问题的能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标旨在让学生通过动手实践,掌握电子技术基础知识,培养实际操作能力,同时注重培养学生的团队协作精神和情感态度,为后续学习电子技术相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 理论知识:- 电路基础知识:电流、电压、电阻的概念及其关系;- 常用电子元件:电阻、电容、二极管、三极管等元件的作用和特性;- PCB基础知识:PCB的组成、分类、设计原则及制作流程。
2. 实践操作:- PCB抢答器原理分析:电路图识图,理解抢答器工作原理;- 元器件选择与连接:根据电路图选择合适的电子元件,学习焊接技巧;- 电路搭建与调试:搭建PCB抢答器电路,进行功能测试及故障排查。
3. 教学进度安排:- 理论知识学习:2课时,学习电路基础知识、电子元件和PCB基础知识;- 实践操作指导:4课时,分析抢答器原理,进行元器件选择、连接、搭建和调试;- 项目总结与评价:1课时,展示作品,分享经验,交流心得。
4. 教材章节关联:- 《电子技术基础》第3章:电路分析基础;- 《电子技术基础》第4章:常用电子元件及其应用;- 《PCB设计与应用》第2章:PCB基础知识及设计流程。
抢答器的设计与制作实训一、实训须知1.实训说明自己动手设计一个 8 路抢答器,完成印刷电路板的设计并焊接、组装、调试成功。
2.实训要求(1)运用数字电路设计一个能够满足特定要求的八路抢答器。
(2)绘制电路原理图并进行 PCB 电路板的设计。
(3)按照所画的原理图,在仿真的基础上焊接实物并进行调试。
(4)要求元件排列整齐,连接导线长度适中、简洁,焊接点牢靠。
3.实训目的(1)通过八路数字抢答器的设计实验,要求学生回顾所学数字电子技术的基础理论和 基础实验。
(2)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。
(3)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。
(4)掌握焊接技术及整机安装工艺。
4.实训准备器材电烙铁、焊锡丝、烙铁架、旋具(一字形和十字形)、偏口钳、尖嘴钳、镊子、小刮刀、 万用表、74LS279(RS 锁存器)、74LS48(4 线—7 段译码驱动器)、74LS148(8 线—3 线优 先编码器)、74LS192(十进制可逆计数器)、74LS121(单稳态触发器)、74LS00(二输入与 非门)、74LS20(四输入与非门)、七段数码管(共阴极)、扬声器等电子器件。
二、实训内容和步骤知识链接 1 优先编码器 74LS148编码器在同一时刻内只允许对一个信号进行编码,否则输出的代码会发生混乱。
优先编码器既在同一时间内,当有多个输入信号请求编码时,只对优先级别高的信号进 行编码的逻辑电路,称为优先编码器。
常用的集成优先编码器有 74LS148(8 线-3 线)和 74LS147(10 线-4 线)两种制式。
优先编码器是较常用的编码器,下面以 74LS148 为例,介绍它的逻辑功能。
此芯片为 8 线-3 线优先编码器。
图 5-66(a)是其功能简图,图 5-66(b)是管脚引线图,表 1 是其 真值表。
抢答器电路设计一、概述抢答器是一种常用于竞赛、考试等场合的设备,可以实现多人同时回答问题,但只有最先按下按钮的人才能获得回答权。
本文将介绍抢答器电路设计的相关内容。
二、基本原理抢答器电路由按钮、计时器、指示灯等组成。
当比赛开始时,指示灯亮起,参赛者可以按下按钮进行回答。
计时器记录每个参赛者按下按钮的时间,并在最先按下按钮的参赛者回答后停止计时。
此时指示灯熄灭,显示该参赛者获得了回答权。
三、电路设计1. 按钮部分选用带锁定功能的按钮,即按下后会保持闭合状态直到再次按下才会断开。
这样可以避免误触和手指滑动等问题。
2. 计时器部分计时器可以选用555定时器芯片或者微处理器进行设计。
其中555定时器芯片具有简单易用、成本低廉等优点;而微处理器则具有功能强大、可编程性强等优点。
3. 指示灯部分指示灯可以选用LED发光二极管或其他发光元件进行设计。
建议使用红色LED,因为红色具有较高的亮度和较低的功耗。
4. 供电部分抢答器电路可以采用直流电源供电,建议使用9V电池或者12V适配器。
同时需要加入保险丝等保护措施。
四、具体实现1. 按钮部分选用带锁定功能的按钮,并将按钮焊接在PCB板上。
连接按钮的两个引脚分别与VCC和555定时器芯片的触发端相连。
2. 计时器部分选用555定时器芯片进行设计。
将555定时器芯片的触发端与按钮连接,将复位端接地,将控制端接高电平。
通过调整外部元件(如电容、电阻)来设置计时时间。
3. 指示灯部分选用红色LED发光二极管,并将其焊接在PCB板上。
LED的正极连接到VCC,负极连接到555定时器芯片的输出端。
4. 供电部分使用9V电池或12V适配器作为供电源,并加入保险丝等保护措施。
五、总结抢答器是一种常见而实用的竞赛设备,在设计过程中需要注意选择适合的元件和合理布局,以确保电路的稳定性和可靠性。
同时,也需要注意安全问题,加入保护措施以避免电路损坏或者人身伤害。
电子线路CAD课程设计论文抢答器电子线路CAD课程设计论文抢答器(verilog+Ise)学号:U200713959院系:控制科学与工程系专业班级:自动化0707班姓名:王志伟一、概述在竞赛、文体娱乐活动(抢答活动)中,能准确、公正、直观地判断出抢答者的机器。
通过抢答者的指示灯显示、数码显示和警示显示等手段指示出第一抢答者。
一般抢答器由单片机以及外围电路组成,分为八路十路等不同,八路和十路的差别是,抢答器背面的接口有几组,和外形没有关系。
二、课题要求1.设计一个可容纳6组参赛的数字式抢答器,每组设一个按钮,供抢答使用。
2.抢答器具有第一信号鉴别与锁存功能,除第一个抢答者外,其余不起作用。
3.设置一个主持人“复位”按钮。
4.主持人复位后,开始抢答,第一信号鉴别与锁存电路得到信号后,有指示器显示抢答组别,扬声器发出2~3秒的音响。
5.设置一个记分电路,每组开始预置100分,由主持人记分,答对一次加10分,答错一次减10分。
6.其它创新功能。
三、测试工具平台编写语言:Verilog编译调试工具:XilinxISE9.2i运行板子:XilinxBasys_1.1四、实现功能a.基本功能1.抢答器可以容纳6组参赛的数字式抢答器,每组都设置由一个抢答按钮,供参赛者抢答。
2.抢答器具有第一信号鉴别与锁存功能,除第一个抢答者外,其余不起作用。
3.设置一个主持人“复位”按钮,每次抢答之后按此按钮之后才能进行下一轮抢答。
4.主持人复位后,开始抢答,第一信号鉴别与锁存电路得到信号后,有指示器显示抢答组别,扬声器发出2~3秒的音响。
5.设置一个记分电路,由主持人记分,答对一次加1分,答错一次减1分。
b.创新功能1.初始分数可以在每次抢答比赛开始前进行设置,由于考虑到现实的方便性,设置范围为1至9分2.当某位参赛人员的积分减少至为0分时,则该人员被彻底淘汰,在下一轮抢答中抢答按钮无效。
3.在每次才赛人员抢答完之后,由主持人或相关人员通过两个按钮来判断答题是否正确,以确定其加分还是减分,程序会检测该按钮并且不允许进行第二次被按下,以免造成分数的计数错误。
数字抢答器的设计及PCB板制作李红圆数字抢答器的设计及PCB板制作李红圆数字抢答器是一种用于竞赛或考试中的电子设备,能够快速地获取答题者的答案。
本文将介绍数字抢答器的设计及PCB板制作的过程,具体操作由作者李红圆亲自完成。
一、数字抢答器的设计数字抢答器的主要功能是接受答题者的输入,并显示出答案统计结果。
因此,设计数字抢答器需要考虑以下几个因素:1. 抢答按键:数字抢答器需要配备一组按键,在答题时,答题者通过按下相应按钮来提交答案。
这里,我们选择使用4个不同的颜色(如红、黄、绿、蓝)的按钮来代表答案A、B、C、D。
2. 显示屏:为了方便答题者及评判人员,数字抢答器需要配备一块显示屏,显示答题者的答案及答题结果统计。
3. 数据存储:为了保证答题的准确性及便于数据分析,数字抢答器需要配备一块存储器,用于存储答案数据及答题结果数据。
4. 电源供应:数字抢答器需要配备一块电源供应模块,用于提供足够的电力支持数字抢答器的正常运作。
5. 细节设计:为了提高数字抢答器的易用性及用户体验,设计中需要考虑细节,如按键的手感、显示屏的亮度及反应速度等。
基于以上几个因素,李红圆设计的数字抢答器总结如下:1. 抢答按键:采用4个不同颜色的按钮,分别连接至数字抢答器的I/O口。
2. 显示屏:采用一块0.96寸OLED屏幕,画面清晰、反应迅速。
3. 数据存储:采用一块AT24C32芯片,提供有5KB的存储空间,足以满足简单的统计需求。
4. 电源供应:采用一块3.7V锂电池进行供电,通过充电器进行充电。
5. 细节设计:采用了软性按键,手感柔和,使用更加舒适。
二、PCB板制作数字抢答器的PCB板制作是数字抢答器制作的一项重要环节,PCB板的设计质量决定了电子设备的稳定性及可靠性。
数字抢答器的PCB板制作过程如下:1. PCB板设计软件:李红圆采用了常用的PCB板设计软件Altium Designer。
在软件中,用户可自由添加所需元器件及布线,设计出符合自己要求的电路板。
PCB电路板数字抢答器的设计及PCB板制作李红圆洛阳理工学院毕业论文(设计)题目数字抢答器的设计及PCB板制作姓名李学号院系洛阳理工学院学院专业机电一体化指导教师当宝华职称讲师2010年5月18日目录摘要1关键词1Abstract (1)Key words1引言11 PROTEL 99SE介绍21.1 PROTEL99SE系统的组成21.1.1 电路工程设计部分 21.1.2 电路仿真与PLD部分 21.2 PROTEL99SE的功能特性22 抢答器的系统简介22.1 功能简介23 设计原理与电路33.1 数字抢答器的结构框图33.2 主体电路43.3 扩展电路84 抢答器其他做法104.1 门电路做法104.2 单片机做法105 总结与展望10致谢10参考文献11附录APROTEL整体电路图11附录BPCB板12数字抢答器的设计及PCB板制作通信工程左世宽指导教师李秀娟摘要:抢答器作为一种工具,已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。
抢答器多向着数字智能化发展,数字抢答器由主体电路与扩展电路两大部分组成:优先编码电路、锁存器、译码电路将输入信号显示;用控制电路和开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路;通过定时电路和译码电路将脉冲信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。
抢答器除具有基本的抢答功能外,还具有定时、计时和报警多重功能。
主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间,系统将完成自动倒计时。
关键词:抢答器锁存器报警电路译码电路DesignofDigitalAnsweringDeviceandPCBBoardProductionStudentmajoringinmunicationEngineeringShikuanZuoTutorXiujuanLiAbstract:Responderisatoolthathasbeenwidelyusedinvariousoccasionsofintelligenceandknowledgepetitions.Responderdevelopstoworddigitalintelligence,digitalansweringdeviceext endedfromthemaincircuitandthecircuittwoparts:thepriorityencodercircuit,latch,decod erinputsignaldisplay;withthecontrolcircuitandswitchstartupalarmcircuit,thesetwopart softhemaincircuit;throughtheregularcircuitanddecodingcircuitwillpulsethedisplayout puttoachievetimingfunction,formexpansioncircuit.Responderadditiontoabasicfunctio n,butalsowithtime,multipletimeandalarmfunctions.Defaultbythetimethedefaulthostfo rtheanswerinthetimeswitch,thesystemwillpletetheautomaticcountdown. Keywords:Responder;Latch;AlarmCircuit;Decodingcircuit引言抢答器在竞赛中有很大用处,它能准确、公正、直观地判断出第1抢答者。
通过抢答器的指示灯显示、数码显示和警示蜂鸣等手段指示出第1抢答者。
早期的抢答器只由几个三极管、可控硅、发光管等组成,能通过发光管的指示辩认出选手号码。
现在大多数抢答器均使用单片机或数字集成电路,并且附加了如计时、得分显示等功能。
现代的抢答器一般分为电子抢答器和电脑抢答器。
市场上的抢答器参差不齐,存在着线路复杂、成本较高、稳定性低等问题,要么制作复杂,要么可靠性低,减少兴致。
做为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受,但每年使用的次数极少,往往因长期存放使电子器件的抢答器损坏,再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展。
借助逻辑电路制作一个抢答器,具有数字化,制作方便,结构简单,等诸多优点。
1Protel99se介绍Protel99SE是应用于Windows9X/2000/NT操作系统下的EDA设计软件,采用设计库管理模式,可以进行联网设计,具有很强的数据交换能力和开放性及3D模拟功能,是一个32位的设计软件,可以完成电路原理图设计,印制电路板设计和可编程逻辑器件设计等工作,可以设计32个信号层,16个电源--地层和16个机加工层。
1.1Protel99SE系统的组成按照系统功能来划分,Protel99se主要包含以下俩大部分和6个功能模块。
1.1.1电路工程设计部分(1)电路原理设计部分(AdvancedSchematic99):电路原理图设计部分包括电路图编辑器(简称SCH编辑器)、电路图零件库编辑器(简称Schlib编辑器)和各种文本编辑器。
本系统的主要功能是:绘制、修改和编辑电路原理图;更新和修改电路图零件库;查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。
(2)印刷电路板设计系统(AdvancedPCB99):印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器(简称PCB编辑器)、零件封装编辑器(简称PCBLib编辑器)和电路板组件管理器。
本系统的主要功能是:绘制、修改和编辑电路板;更新和修改零件封装;管理电路板组件。
(3)自动布线系统(AdvancedRoute99):本系统包含一个基于形状(Shape-based)的无栅格自动布线器,用于印刷电路板的自动布线,以实现PCB设计的自动化。
1.1.2电路仿真与PLD部分(1)电路模拟仿真系统(AdvancedSIM99):电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器,可提供连续的数字信号和模拟信号,以便对电路原理图进行信号模拟仿真,从而验证其正确性和可行性。
(2)可编程逻辑设计系统(AdvancedPLD99):可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器(Waveform)。
本系统的主要功能是;对逻辑电路进行分析、综合;观察信号的波形。
利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件,使数字电路设计达到最简化。
(3)高级信号完整性分析系统(AdvancedIntegrity99):信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器,可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。
1.2Protel99SE的功能特性开放式集成化的设计管理体系;超强功能的、修改与编辑功能;强大的设计自动化功能[1]。
2抢答器的系统简介2.1功能简介设置8个按钮K0-K7,供8个选手使用。
设置一个由主持人控制抢答器和系统清除开关K。
抢答器由数据锁存和显示功能。
开始抢答后,如果有选手按抢答键,那么该选手的编号立即被所存,并在抢答显示器上显示此编号,同时扬声器响起,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功能,当开始抢答后,定时器开始倒计时,倒计时时间设定为15秒。
如果在设定时间内有人抢答,则扬声器响,停止倒计时,禁止其他人抢答,抢答显示器上上显示选手的编号和倒计时剩余时间,并保持到主持人将系统清除为止。
如果在设定时间内无人抢答则扬声器响,并禁止抢答。
抢答器工作流如图1图1抢答器工作流程图3设计原理与电路3.1数字抢答器的结构框图如图2所示为抢答器的结构框图,工作原理:由主体电路和扩展电路组成,接通电源以后,主持人把开关拨到清零状态,抢答器处于禁止状态,标号显示灯不亮。
定时显示器显示设定时间,主持人将开关拨到开始状态,宣布开始抢答,定时器开始倒计时,扬声器响声提示,选手可在倒计时时间内抢答,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。
当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
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。
图2抢答器的结构框图3.2主体电路抢答器电路,电路选用优先编码器74LS148和锁存器74LS297来完成。
该电路主要完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答选手的编号,同时译码显示电路显示其编号,二是禁止其他选手按键,操作无效。
工作过程:开关K置于清除端时,74LS279的四个RS触发器的置0端均为0,4个触发器输出置0,1Q=0,使74LS148的优先编码工作标志端=0,使之处于工作状态。
当开关K置于开始时,抢答器处于等待工作状态,当有选手将抢答按键按下时(如按下K3),74LS148的输出经RS锁存后,1Q=1,RBO=1,七段显示电路74LS48处于工作状态,4Q3Q2Q=011,经译码显示为“4”。
此外,CTR=1,使74LS148优先编码工作标志端=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,此时由于仍为1Q=1,使优先编码工作标志端=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K开关重新置“清除”然后进行下一轮抢答。
图3抢答器电路表174LS148功能真值表图474LS148逻辑图图574LS279逻辑图表274LS279真值表报警电路,由NE555定时器和三极管构成的报警电路如图5示。
NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号其中NE555构成多谐振荡器,其输出信号经三极管推动扬声器。
PR为时序控制电路输出的控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作,反之,电路停振。
图6报警电路时序控制电路,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:主持人将控制开关拨到开始位置时,扬声器发声,抢答电路和定时电路进人正常抢答工作状态;当参赛选手按动抢答键时,扬声器发声,抢答电路和定时电路停止工作;当设定的抢答时间到,无人抢答时,扬声器发声,同时抢答电路和定时电路停止工作。
图7、图8为时序控制电路:图7时序控制电路(1)图8时序控制电路(2)根据上面的功能要求,设计的时序控制电路如图7所示。
图中,与门A1A的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止,2AA的作用是控制74LS148的输人使能端。
工作原理是:主持人控制开关从清除位置拨到开始位置时,来自于74LS279的输出1Q=0,经7400反相,A=1,则时钟信号CP能够加到74LS192的CPD时钟输入端,定时电路进行递减计时。