八路抢答器数电程序设计
- 格式：doc
- 大小：317.33 KB
- 文档页数：20
第1页 共12页
目 录
摘 要.............................................................. 2
第1章 设计任务书 ................................................. 2
1.1 设计目的.................................................... 2
1.2 设计任务.................................................... 3
1.3 八路抢答器的概述............................................ 3
第2章 系统功能简介 ............................................... 3
2.1 基本功能.................................................... 3
2.2 扩展功能.................................................... 4
第3章 功能设计内容 ............................................... 4
3.1 设计题目.................................................... 4
3.2 设计指标.................................................... 4
第4章 实现原理 ................................................... 5
4.1 八路抢答器总体方框图........................................ 5
4.2 关键技术分析................................................ 6
第5章 各部分电路设计 ............................................. 7
5.1 抢答器电路.................................................. 7
5.2 定时电路.................................................... 9
5.3 报警电路................................................... 11
5.4 时序控制电路............................................... 11
第6章 设计步骤 .................................................. 13
第7章 系统仿真 .................................................. 14
第8章 总结 ...................................................... 16
致谢 .............................................................. 17
参 考 文 献 ....................................................... 18
附录A: 系统元器件清单 ............................................. 19
附录B: 系统整体电路 ............................................... 20
第2页 共12页
摘 要
八路抢答器由主体电路和扩展电路组成，优先编码电路、锁存器、译码电路将输入信号在显示屏上输出；由控制电路和主持人开关启动报警电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示屏上输出实现计时功能，构成扩展电路。通过连线、调试等工作形成八路抢答器。
关键字：抢答电路,定时电路,报警电路
第1章 设计任务书
1.1 设计目的
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.培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。
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初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
4.了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，编写设计说明书，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图等。
5.培养严肃、认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立
第3页 共12页
正确的生产观点、经济观点和全局观点。
1.2 设计任务
设计一个供八名选手参加的八路抢答器，每组设计一个抢答按钮供参加者使用。电路具有第一抢答信号的鉴别和锁定存储功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，如果参赛者在第一时间按抢答按钮，则按钮指示灯灯亮并用组别电路显示出抢答者的组别。同时扬声器发出声音。电路应具有自锁功能，使其他组不起作用。
1.3 八路抢答器的概述
本文介绍的八路抢答器具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点，使用效果好，有广泛推广价值。可用于八组或八组以下的抢答竞赛中。比赛前将参赛组从1到8编组，每组发给一个对应的抢答按钮。主持人按一下总控制启动键后，抢答开始。此后，哪一组最先按下抢答按钮，数码显示器就立即显示该组的组号并锁定，同时发出声响。此后，按下任一路抢答按钮均无反应。只有主持人再次按下启动按钮后，才能进行下一次抢答。
第2章 系统功能简介
2.1 基本功能
1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0 ~ S7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，扬声器发出声响提示，并在DPY_7-SEG七段数码管上显示选手号码。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。
第4页 共12页
2.2 扩展功能
1.抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时。
2.参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的时间，并保持到主持人将系统清除为止。在这段（3） 如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。
第3章 功能设计内容
3.1 设计题目
八路抢答器电路的设计
3.2 设计指标
1.供四名选手用,有抢答按钮.有编号,有主持人清零按钮；
2.具有锁存功能并显示出来,在主持人清零后,若有参赛选手按按钮,应立即显示出最先动作的选手的编号,同时有发生器发出声音,声音持续约1秒钟；
3.抢答器对各参赛选手动作的先后有很强的分辨能力,即只显示先动选手的编号,直到主持人清零为止；
4.主持人在正常(无人抢答)时能清零；
5.主持人在宣布开始5秒钟后,若无选手抢答,则音响器件发声而结束。
第5页 共12页
第4章 实现原理
4.1 八路抢答器总体方框图
如图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"清零"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。
图1 总体方框图
第6页 共12页
4.2 关键技术分析
图1所示为抢答器的逻辑框图。它主要有输入电路、判别电路、声光显示电路、计时电路和数码显示电路等组成。抢答时，当抢先者按下面前的按钮时，输入电路立即输出一抢答信号，经判别电路后，输出响应信号去驱动声光显示电路。声响电路和计时电路的输入信号是由晶振电路产生的脉冲信号来提供。
图2 抢答器逻辑框图
第7页 共12页
第5章 各部分电路设计
5.1 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，并锁存优先抢答者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关S置于"清除"端时，RS触发器的 R、S端均为0，4个触发器输出置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S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S5），74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO =1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。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，74LS148的 此时由于仍为CTR＝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。
