八路抢答器解析
- 格式:doc
- 大小:2.21 MB
- 文档页数:15
单片机课程设计报告——八路智能抢答器系别:计算机与信息工程系专业:计算机应用技术专业班级:学号:姓名:辅导教师:摘要电子技术和微型计算机的迅速发展,促进微型计算机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用,单片机(单片微型计算机)的应用已经渗透到国民经济的各个部门和领域,它起到了越来越重要的作用。
单片微型计算机就是将中央处理单元、存储器、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。
因此一块芯片就构成了一台计算机。
它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。
在当今的社会竞争日益激烈,选拔人才,评选优胜,知识竞赛之类的活动愈加频繁,那么也就必然离不开抢答器。
而现在的抢答器有着数字化,智能化的方向发展,这就必然提高了抢答器的成本。
鉴于现在小规模的知识竞赛越来越多,操作简单,经济实用的小型抢答器必将大有市场。
本抢答器通过十分巧妙的设计仅用两块数字芯片便实现了数显抢答的功能,与其他抢答器电路相比较有分辨时间极短、结构清晰,成本低、制作方便等优点,并且还有防作弊功能。
我们采用了数字显示器直接指示,自动锁存显示结果,并自动复位的设计思想,因而本抢答器具有显示直观,不需要人干预的特点。
而且在显示时抢答器会发出叮咚声使效果更为生动。
工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。
关键词:单片机矩阵式键盘显示抢答器目录摘要 (2)第一章概述 (4)1.1八路智能抢答器的概述 (4)1.2 本设计的任务及要求 (4)基本功能 (4)1.3 系统主要功能 (4)第二章系统硬件设置 (5)2.1 芯片的选择 (5)2.2 工作原理 (5)2.3 系统的硬件构成及功能 (6)2.3.1 抢答器的电路 (6)2.3.2 单元电路设计 (7)2.3.2 定时电路的设计 (8)2.3.4 报警电路设计 (9)第三章系统软件设置 (9)3.1 系统主程序设计 (9)3.2 抢答器的源程序 (10)第四章技术指标及使用说明 (17)4.1 主要技术参数 (17)4.2 抢答器使用说明 (17)第五章设计心得 (19)参考文献 (20)第一章概述1.1八路智能抢答器的概述本设计是利用单片机实现的一个八路抢答器,其具有电路简单、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点,经使用效果良好, 具有较高的推广价值的无线遥控抢答器,它由8个发射器和1个接收器组成,可用于8组或8组以下的智力竞赛中。
八路抢答器的工作原理
八路抢答器是一种电子竞赛或考试中常用的设备,它可以实现抢答功能。
其工作原理通常如下:
1. 光电转换:首先,每个参与者手中配有一个按钮或者类似的触发装置,当参与者准备抢答时,会按下按钮,触发开关。
2. 信号传输:按下按钮后,开关会产生一个电信号,这个信号会通过导线或者无线方式传输到抢答器的中控主机。
3. 中控主机接收信号:抢答器的中控主机会接收到参与者按下按钮所产生的信号。
这个主机通常是一个集成了电子设备的中央控制器,能够接收和处理多个信号。
4. 判定和显示:中控主机会根据接收到的信号,判断哪个参与者先按下按钮。
一般来说,中控主机会根据信号的到达时间先后来判定抢答顺序,并在显示屏上显示相应的抢答者编号。
5. 继电器操作:中控主机在判定完抢答顺序后,会通过一组继电器或者其他电子元件来操作抢答结果的显示。
通常,第一个按下按钮的参与者会被优先显示抢答成功。
总之,八路抢答器的工作原理主要是通过信号的传输、接收和处理来实现抢答者顺序的判定和结果的显示。
这种设备可以在公平、公正的基础上,提高比赛或考试的效率和准确性。
电子课程设计报告4511型八路数显抢答器学生姓名:专业:班级:学号:指导教师:同组成员:时间:第一章绪论1.1关于4511型数显抢答器八路智能抢答器主要由数字优先编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。
优先编码电路、C D4511集成电路将参赛队的输入信号在数码显示管上输出,用报警电路对时间进行严格控制,这样就构成了八路智能抢答器电路。
八路数字抢答器电路包括抢答,编码,优先,锁存,数显,复位及抢答键。
抢答器数字优先编码电路由D1-D12组成,实现数字的编码。
CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。
抢答器报警电路由NE555接成音多谐振荡器构成。
抢答器数码显示电路由数码管组成,输入的BCD码自动地由 CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。
1.2 选题的目的和意义通过这次课程设计,让我了解到了八路智能抢答器的结构组成和工作原理,同时了解焊接的方法和技巧。
1.3 课题研究的内容八路智能抢答器是采用了CD4511集成芯片来实现功能要求的,在抢答过程中,每个选手都有一个抢答按钮。
在主持人按下复位键宣布抢答开始的时候,选手就开始进行抢答,在指定时间内选手进行抢答,数码显示屏上会显示最先抢答选手的编号。
如果主持人没有按下开始键而选手就抢答视为犯规,数码显示屏显示犯规者的编号,扬声器持续发生。
主持人可按复位键,新一轮抢答开始。
第2章抢答器的系统概述2.1 系统的主要功能简介4511型八路数显抢答器的主要功能有如下三点:1. 可同时供8名选手参加比赛,其相应的编码分别是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。
2.给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。
八路抢答器原理分析八路抢答器主要由编码电路、锁存/译码/驱动电路于一体的CD4511集成电路、数码显示电路和报警电路组成。
抢答器编码电路由VD1-VD12组成,实现数字的编码。
CD4511是一块含BCD-7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路。
报警电路由NE555接成多谐振荡器构成。
数码显示电路由数码管组成,输入的BCD 码自动地由 CD4511电路译码成十进制数,然后在数码管上显示。
抢答器报警电路由NE555接成多谐振荡器,其中R16=R17=10KΩ,扬声器通过100uF的电容器接在NE555 IC的3脚与0.1uF的电容器之间。
R16没有直接和电源相接,而是通过四只1N4148组成二极管或门电路,四只二极管的阳极分别接CD4511的1,2,6,7脚,任何抢答按键按下,报警电路都能振荡并发出响声。
KB1-KB8组成1-8路抢答键,VD1-VD12组成数字编码器,任一抢答案键按下,都须通过编码二极管编成BCD码,将高电平加到CD4511所对应的输入端,其中CD4511的引脚6,2,1,7分别为BCD码的D,C,B,A(D为高位,A为低位,即D,C,B,A分别代表BCD码的8,4,2,1位)。
当电路通电,主持人按下复位键KB9后,选手就可以开始抢答。
设按下KB8键,高电平加到CD4511的6脚,而2,1,7脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码“1000”。
如果按下KB3抢答键,高电平通过编码二极管VD3、VD4加到CD4511集成芯片的1、7脚(B、A位),1、7脚为高电平,2、6脚保持低电平,此时CD4511输入BCD码为“0011”。
假设按下KB5键,此时高电平通过两只二极管VD6,VD7加到CD4511的2脚与7脚,而6,1脚保持低电平。
此时CD4511输入的BCD码是“0101”。
依此类推,按下第几号抢答键,输入的BCD码就是抢答键的号码并自动地由CD4511内部电路译码成十进制数在数码管上显示。
八路抢答器原理八路抢答器是一种用于教学、培训和考试等场合的电子设备,它能够实现多人同时抢答、自动计分等功能。
那么,八路抢答器的原理是什么呢?下面就让我们来详细了解一下。
首先,八路抢答器由主机和多个抢答器组成。
主机通过无线信号与抢答器进行通讯,实现信息的传输和控制。
而抢答器则是参与者手中的设备,用于进行抢答和答题。
其次,八路抢答器的工作原理是基于无线通讯技术的。
主机和抢答器之间通过预先设定的无线频率进行通讯,主机发送问题信号,抢答器接收并发送答案信号,主机再进行答案的判断和计分。
这种无线通讯技术使得抢答器可以实现多人同时抢答的功能,大大提高了教学和考试的效率。
另外,八路抢答器还采用了微电脑控制技术。
主机内置微处理器,能够实现对抢答器的控制和答题数据的处理。
抢答器内部也有微控制芯片,能够实现对信号的接收和发送,以及对按键操作的响应。
微电脑控制技术使得八路抢答器更加智能化,能够实现自动计分、答题时间统计等功能。
最后,八路抢答器的原理还涉及到电源管理技术。
主机和抢答器通常采用电池供电,因此需要对电源进行有效管理,以确保设备的稳定运行和长时间使用。
同时,为了节约能源和延长电池寿命,八路抢答器通常会采用低功耗设计,使得设备在保证性能的情况下能够尽可能地减少能耗。
综上所述,八路抢答器的原理主要包括无线通讯技术、微电脑控制技术和电源管理技术。
这些技术的应用使得八路抢答器成为一种功能强大、操作简便的教学和考试辅助设备,受到了广泛的应用和好评。
希望通过本文的介绍,能够帮助大家更加深入地了解八路抢答器的原理和工作方式。
数字电路课程设计报告8路数字抢答器1.概述抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,分别用8个按钮S0 ~ S7表示。
另外设置系统清除开关一个,该开关由主持人控制。
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零为止。
当主持人按下清除键后,参赛选手可以进行抢答,同时倒计时电路开始倒计时,抢答有效时,红灯亮,倒计时停止,显示器上显示选手的编号,并保持到主持人将系统清零为止。
2、8路数字抢答器各主要芯片介绍2.1、74LS14874LS148是一个8线—3线优先编码器。
74LS148外部管脚图、真值表如图所示:图一 74ls148 真值表由表不难看出,在0=S 电路正常工作状态下,允许70~I I 当中同时有几个输入端同时为低电平,即有编码输入信号。
7I 的优先权最高,0I 的优先权最低。
当07=I 时,无论其它输入端有无输入信号(表中以x 表示),输出端只给出7I 的编码,即000012=Y Y Y ,当74LS148的功能表输 入输 出S0I 1I 2I 3I 4I 5I 6I 7I2Y 1Y 0Y S Y EX Y1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x x 1 1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x 0 x x x x x x 0 1 x x x x x 0 1 1 x x x x 0 1 1 1 x x x 0 1 1 1 1 x x 0 1 1 1 1 1 x 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0U CC Y EX Y S I 3 I 2 I 1 I 0 Y 0I 4I 5I 6I7S Y 2Y 1GND 图2 74LS148管脚图16 9 74LS148 1 80167==I I 、时,无论其它输入端有无输入信号,只对6I 编码,即输出为001012=Y Y Y 。
1 前言1.1主要功能介绍(1)抢答器最多可供8名选手参赛,编号为1~8号,各队分别用一个按钮(分别为S1~S8)控制,并设置一个系统清零和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。
(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,同时蜂鸣器发出间歇式声响(持续时间为0.5秒),主持人清零后,声音提示停止。
(3)开关S作为清零及抢答控制开关(由主持人控制),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~S8实现。
(4)有抢答信号输入(开关S1~S8中的任意一个开关被按下)时,并显示出相对应的组别号码。
此时再按其他任何一个抢答器开关均无效,指示灯依旧“保持” 第一个开关按下时所对应的状态不变。
1.2扩展功能介绍(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,声响持续时间0.5秒左右。
(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。
(4)当选手抢答完后,主持人可根据相关题的加减分对选手进行加分或减分。
2总体方案设计此次课程设计我们有两套方案一是硬件部分主要由单片机、74LS373锁存器、LED显示器、声音报警器和其它基本外围电子电路组成软件部分则采用51系列单片机通用C语言精心设计编写。
它所具有的功能包括:抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛,当开关S按下,抢答器发出0.5秒的报警声系统开始进行计时,选手可进行抢答,当计时30秒之后若没人抢答,则系统发出警报并禁止抢答,定时显示数码管上显示00字样,之后等待开关S按下,系统复位;若在30秒内有选手进行抢答,此时扬声器会发出3秒时间的警报,同时在定时显示数码管上显示选手抢答时间(以秒为最小单位),编号显示数码管上显示抢答选手编号,显示器上的状态直到开关S按下将系统复位为止;系统复位时所有的数码管不显示任何的数据。
摘要八路抢答器由抢答启动电路、抢答定时器及定时译码显示电路、报警电路、选手编号译码显示电路、答题时间限制电路和答题结束报警电路组成,电路采用74系列常用集成电路进行设计。
该抢答器除具有基本的抢答功能外,还具有定时、计时和报警功能。
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。
若在规定的时间内有人抢答,则计时将自动停止;若在规定的时间内无人抢答,则系统中的蜂鸣器将发响,提示主持人本轮抢答无效,实现报警功能,若超过抢答时间则抢答无效。
该抢答器主要运用到了编码器,译码器和锁存器:它采用74LS148来实现编码的功能,采用74LS248来实现抢答器的选号,采用74LS279芯片实现对号码的锁存,采用555芯片产生单稳态信号来共同实现倒计时功能,采用74LS123实现报警器的功能。
通过课程设计提高和巩固了所学的专业知识以及知识的综合应用和焊接技术,并通过基本的数电知识系统应用于我们日常生活中,达到理论与时间相统一的效果。
关键词: 抢答器编码译码定时报警目录前言 (4)第一章设计任务 (5)1.1 基本要求 (5)第二章系统设计方案选择 (6)2.1 方案一 (6)2.2 方案二 (7)2.2 方案确定 (7)第三章系统组成及工作原理 (8)3.1 总体设计思路框图 (8)3.1.1 系统的基本框架图 (8)3.1.2 系统的工作原理 (8)3.2 电路各模块设计简介 (10)3.2.1 主持人控制电路的设计 (10)3.2.2 计时电路的设计 (10)3.2.2 报警电路的设计 (11)第四章综合控制模块的设计 (13)4.1 综合控制模块的设计思路 (13)4.2 电路仿真图 (13)第五章电路的焊接与调试 (15)5.1 电路的安装与焊接 (15)5.2 综合控制模块的调试 (15)第六章系统调试 (16)第七章设计总结 (17)参考文献 (18)总附录 (19)前言进入21世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中,例如企业、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。
八路数字抢答器总结引言八路数字抢答器是一种用于抢答游戏的设备,主要用于学校、培训机构以及各类知识竞赛活动中。
本文将对八路数字抢答器进行总结,包括其原理、特点以及使用场景等方面。
一、原理八路数字抢答器的原理是基于无线电频率以及数字通信技术。
抢答器主要由一个中央控制器和多个答题器组成。
中央控制器负责接收并处理答题器发送的信号,然后将结果显示在中央控制面板上。
在抢答游戏开始之前,中央控制器发送一个特定的信号给所有的答题器,以同步它们的工作状态。
当参与者按下答题器上的按钮时,答题器会发送一个包含答题者编号的信号给中央控制器。
中央控制器收到信号后,根据设定的规则进行判断,并在中央控制面板上显示答题者编号。
二、特点八路数字抢答器具有以下特点:1.无线通信:八路数字抢答器采用无线通信,避免了使用传统有线连接所带来的限制。
参与者可以自由移动并在任何角落使用抢答器进行抢答。
2.多人同时抢答:八路数字抢答器支持多人同时抢答,最多可连接8个答题器。
这使得抢答游戏更具竞争性和互动性,能够激发参与者的学习兴趣和积极性。
3.反应迅速:八路数字抢答器的信号传输速度快,中央控制器能够迅速收到答题器发送的信号并作出响应,减少了延迟时间,确保了抢答游戏的公平性和准确性。
4.操作简便:八路数字抢答器的操作简单易懂,答题器上只有一个按钮,参与者按下按钮即可提交答案。
中央控制器和答题器之间的配对也非常简单,只需按下配对按钮即可完成连接。
三、使用场景八路数字抢答器广泛应用于各类抢答游戏和竞赛活动中,特别适合以下场景:1.学校课堂:教师可以通过八路数字抢答器增加课堂趣味性和互动性,激发学生的学习兴趣和积极性。
同时,抢答器还能够帮助教师了解学生的掌握情况,评估教学效果。
2.培训机构:培训机构可以利用八路数字抢答器进行知识竞赛活动,以增加学员之间的竞争和互动,提高学员的学习积极性和自主学习能力。
3.大型知识竞赛活动:八路数字抢答器可以应用于大规模知识竞赛活动中,如智力竞赛、电视真人秀等。
组装与调试项目25 抢答器第一部分:“抢答器”简介一、功能说明抢答器可以根据抢答情况,显示优先抢答者的号数,同时蜂鸣器发声,表示抢答成功。
抢答器由抢答,编码,优先,锁存,数显及复位电路组成。
二、原理简介抢答器电路原理图如图1所示。
该抢答器电路可同时进行八路优先抢答。
按键按下后,蜂鸣器发声,同时(数码管)显示优先抢答者的号数,抢答成功后,再按按键,显示不会改变,除非按复位键。
复位后,显示清零,可继续抢答。
SB1~SB8为抢答键;SB9为复位键;CD4511是一块含BCD—7段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路,其中1、2、6、7为BCD码输入端,9~15脚为显示输出端,3脚(LT)为测试验出端,当"LT"为0时,输出全为1,4脚(BI)为消隐端,BI为0时输出全为0,5脚(LE)为锁存允许端,当LE由"0"变为"1"时,输出端保持LE为0时的显示状态。
16脚为电源正,8脚为电源负。
555及外围电路组成抢答器声响电路。
图1 抢答器电路原理图三、元器件介绍(略)四、电路原理图(见图1)第二部分:试题一、元件知识(识别、筛选与测试)仔细清点和检查全套装配材料,进行元器件的识别、检测,在此过二、电路板焊接要求焊点大小适中,无漏、假、虚、连焊,焊点光滑、圆润、干净,无毛刺;引脚加工尺寸及成形符合工艺要求;导线长度、剥头长度符合工艺要求,芯线完好,捻头镀锡。
焊接不符合工艺要求:少于5处扣1分;5~10处扣3分;10~20处扣5分;20处以上扣10分。
三、产品装配要求印制板插件位置正确,元器件极性正确,元器件、导线安装及字标方向均应符合工艺要求;接插件、紧固件安装可靠牢固,印制板安装对位;无烫伤和划伤处,整机清洁无污物。
装配不符合工艺要求:少于5处扣1分;5~10处扣3分;10~20处扣5分;20处以上扣10分。
四、电路调试1.调试并实现抢答器基本功能(20分)●按键电路工作正常(5分)●声响电路工作正常(5分)●显示驱动电路工作正常(5分)●显示电路工作正常(5分)2.检测与调试(20分)(1)检查电路无误后,接通电源,测量三极管Q1在下列情况下的C、E间的电压。
八路抢答器实验报告摘要:本文旨在通过实验研究八路抢答器的原理和性能。
通过实验结果分析,得出八路抢答器的使用效果和优劣势,并提出了相应的改进建议。
引言:八路抢答器是一种用于教育培训和竞赛活动中的电子设备。
它通过无线通信技术实现了多人同时抢答的功能,方便快捷地进行知识争夺和积分统计。
本文将对八路抢答器的原理、实验过程和结果进行详细描述,并对其性能进行评估。
一、八路抢答器的原理八路抢答器由主控制器、无线接收器和多个抢答器组成。
主控制器负责发送抢答信号和接收抢答器的信号,无线接收器负责与主控制器进行无线通信,抢答器用于参与抢答的用户使用。
当主控制器发送抢答信号后,抢答器会通过无线信号将答案传输给主控制器,主控制器收到信号后会即时响应并做出相应的处理。
二、实验过程1.实验材料准备:本次实验所需材料包括八路抢答器主控制器、无线接收器和多个抢答器。
2.实验步骤:(1)将主控制器和无线接收器进行连接,并确保稳定的无线信号传输。
(2)将多个抢答器分发给参与抢答的用户,并对抢答器进行编号。
(3)在主控制器上设置相应的抢答模式和答题规则。
(4)进行抢答实验,记录参与用户的答题情况和抢答器的响应情况。
(5)根据实验结果进行数据分析和性能评估。
三、实验结果与分析通过实验我们得到了以下结果:1.八路抢答器的无线通信稳定可靠,各抢答器对主控制器的信号响应时间在毫秒级。
2.多人同时抢答时,八路抢答器能够准确地判断出最先抢答的用户,并在主控制器上显示相应的抢答号码。
3.抢答器的外观设计合理,使用起来方便,用户能够迅速上手。
4.在极端环境下,如干扰较大的电磁场环境下,八路抢答器的性能表现较差,容易出现信号干扰和抢答错误的情况。
根据实验结果分析,八路抢答器具有良好的性能,能够满足教育培训和竞赛活动的需求。
然而,对于信号干扰较大的环境,我们需要改进八路抢答器的抗干扰能力,以提高整体的稳定性和准确性。
四、改进建议为了提高八路抢答器的性能和用户体验,我们提出以下改进建议:1.加强抢答器与主控制器的通信稳定性,优化无线信号传输算法。
单片机八路抢答器原理单片机八路抢答器是一种基于单片机技术的抢答器系统,它可以用于教育培训、竞赛、活动等场合中的抢答环节。
抢答器有多个按键,参与者可以通过按下按键来回答问题,系统会根据按键的先后顺序和正确与否进行抢答结果的判定和显示。
下面我将从硬件与软件两方面对单片机八路抢答器的工作原理进行说明。
首先是硬件部分。
单片机八路抢答器的硬件主要由单片机、显示屏、八个按键和相关的电路组成。
单片机是整个系统的核心部分,它通过接收按键的信号,进行判断和处理,并通过控制显示屏来显示抢答结果。
常见的单片机有51系列、AVR系列、STM32系列等。
显示屏用于显示抢答结果,可以使用LED数码管、LCD液晶屏等。
在抢答过程中,显示屏可以显示当前回答的编号,参与者的答案是否正确等信息。
八个按键是参与者用于回答问题的输入设备,可以采用触摸按键、机械按键等。
每个按键都与单片机的一个IO口相连,按下按键时会触发相应的中断信号,单片机会对中断信号进行处理。
另外,硬件部分还需要一些电路来连接各个模块。
例如,为了避免按键的抖动问题,可以在按键和单片机之间加入去抖电路。
同时,需要给单片机供电,可以使用稳压电路保证电压的稳定性。
此外,还可以添加扩展模块如蜂鸣器、按键灯等,以增强抢答器的功能和效果。
其次是软件部分。
单片机八路抢答器的软件主要由单片机的程序控制实现。
首先,在程序中需要定义每个按键对应的中断服务函数。
当某个按键按下时,单片机会通过中断来执行相应的中断服务函数。
在中断服务函数中,可以对按键的按下做相关处理,如判断当前是否处于抢答状态、记录回答的编号等。
其次,在程序中需要初始化单片机的配置与状态。
例如,设置IO口的工作模式、初始化显示屏的设置、初始化按键的状态等。
此外,还需要设置定时器和中断等功能,以实现某些功能的定时和中断响应。
然后,在程序中需要实现抢答的逻辑。
当抢答开始时,程序会通过时间、显示、按键等多个方面来控制抢答的整个流程。
八路抢答器该八路抢答器用于8人及8人以下的抢答比赛中,本抢答器实用可靠,采用数码显示器显示抢答编号,具有数码锁存,优先抢答及规定时间内抢答有效的功能。
电路原理框图将抢答中先按下按钮的编号用锁存器锁存,其它按钮无效,然后送入专用频道数显译码电路,直接驱动数码管显示抢答编码。
二、电路各功能模块分析(1)输入电路利用8个常开接钮开关S1~S8和8只电阻R1~R8,组成抢答器的输入电路。
S1~S8为自复式常开按钮开关,分别作为8位抢答按钮,与它相连的8只电阻为下拉电阻,以保证按钮未按下时,锁存器的输入端为低电平。
(2) 定时电路由555定时器,三极管T1、T2,非极性电容C3,C4,二极管D,时间继电器KT,电阻R13~R16组成。
当电路接通(S0按下),三极管T1经R16分压后导通,555定时器二脚电位拉低,3脚输出高电平,开始定时(设定为30S)三极管T2导通,继电器KT线圈得电,其常开开关闭合电路自锁。
(3) 8线一8线锁存优先编码器由带公共时钟和复位端的编码器74LS273组成。
编码器的逻辑功能就是把输入的每一个高、低电平信号编成一个对应的二进制代码。
优先编码器中,允许同时输入两个以上的编码信号。
不过在设计优先编码器时已经将所有的输入信号按优先顺序排了队,当几个输入信号同时出现时,只对其中优先权最高的一个进行编码。
(4) 译码显示电路由专用频道数显译码器CH233,电阻R10,数码显示管LT5547组成。
译码器的逻辑功能是将每一个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号,是编码器的反操作。
数码管可以用TTL或CMOS集成电路直接驱动,所以使用译码器将BCD 编码译成数码管所需要的驱动信号,以便使数码管用十进制数字显示出BCD编码表示的数值。
(5)音响提示电路由两部分组成,喇叭B1组成提示开始抢答提示电路;KD型“叮咚”音乐集成电路,喇叭B2,极性电容C2,电阻R9组成抢答提示电路。
(6)电复位清零电路由二极管VD9,电阻R11,极性电容C1组成。
电子课程设计报告课程设计名称:数电课程设计课程设计题目:八路抢答器姓名:班级学号:专业:电子信息科学与技术同组人:指导老师:南昌航空大学电子信息工程学院2016年9月20日目录第一章设计要求1.1基本要求-------------------------------------------------------------3 1.2提高要求-------------------------------------------------------------3第二章系统的组成及工作原理2.1系统的组成框图-----------------------------------------------------3 2.2系统的工作原理-----------------------------------------------------4 第三章电路设计3.1.1抢答电路的设计----------------------------------------------5 3.1.2定时电路的设计---------------------------------------------6 3.1.3报警电路的设计---------------------------------------------7 3.1.4时序电路的设计----------------------------------------------8 3 . 1 . 5总电路原理---------------------------------------------------------------10 第四章电路实验与调试4.1Multisilm仿真---------------------------------------------------11 第五章设计总结附录(元件清单)第一章设计要求1.1基本要求1)八路参加,并具有锁存功能。
用LED显示最先抢答的队伍号码,系统设置外部清除功能,按动清除键,LED显示器自动清零灭灯。
2)数字显示功能:数字抢答显示为30s,启动开启键后要求I)定时开始;II)扬声器要短暂报警;III)发光二极管亮灯;如果在30s 内抢答有效,计时结束;30s外抢答无效,系统短暂报警,发光二极管灯灭。
1.2提高要求1)按钮到控制中心距离为20m2)计分显示,可以加分减分第二章系统的组成及工作原理2.1系统的组成框图:图2.1 系统组成框图2.2系统的工作原理:定时抢答器的总体框图如下图2.2:图2.2 抢答器工作框图电路包括主体电路和扩展电路两部分。
其中主体电路完成基本的抢答功能,即主持人按下控制开关后,当选手按动抢答键时,数码管显示选手编号,同时封锁输入电路,其他选手抢答无效。
扩展电路完成抢答的定时功能以及报警功能。
图2.2所示电路的工作过程是:接通电源后,主持人将控制开关置于“清除”处,此时抢答器处于禁止状态,选手不能进行抢答,定时显示器显示设定的时间(30s),当主持人将控制开关置于“开始”时,扬声器发出声响,抢答器处于工作状态,同时定时器开始倒计时。
当选手在定时时间内按动抢答键时,电路要完成以下功能:1)优先编码电路判断抢答者的编号,并由锁存器进行锁存,然后通过译码显示电路在数码管上显示抢答者的编号;2)扬声器发出短暂声响;3)控制电路对其余输入编码进行封锁,禁止其他选手进行抢答;4)控制电路要使定时器停止工作,数码管上显示剩余的抢答时间,当选手将问题回答完毕,主持人操作控制开关进行系统清零,使系统回复到禁止工作状态,以便进行下一轮抢答。
当定时时间到,却没有选手抢答时,系统将报警,并封锁输入电路,禁止选手超时后抢答。
第三章电路设计3.1.1、抢答电路的设计抢答电路的功能有两个:一是能分辨出选手按键的的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用;二是要使其他选手的按键操作无效。
选用优先编码74LS148和RS锁存器74LS279可以完成上述功能,其电路组成如图3.1.1所示:图3.1.1 抢答电路其工作原理是:当主持人控制开关处于“清零”位置时,RS触发器的R端为低电平,输出端(4Q~1Q)全部为低电平。
于是74LS48的BI=0,显示器灭灯;74LS148的选通输入端ST=0,74LS148处于工作状态,此时锁存电路不工作。
当主持人将开关拨到“开始”位置时,优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态,既抢答器处于等待工作状态,等待输入端I7、I6、I5、I4、I3、I2、I1、I0输入信号,当有选手将键按下时(如按下S5),74LS148的输出Y2Y1Y0=010,Y EX=0,经RS 锁存器后,CTR=1,BI=1,此时74LS279处于工作状态,4Q3Q2Q=101,经74LS48译码后,显示器显示出“5”。
此外,CTR=1,使74LS148的ST端为高电平,74LS148处于禁止工作状态,封锁了其它按键的输入。
当按下的键松开后,74LS148的Y EX高电平,但由于CTR维持高电平不变,所以74LS148仍处于禁止工作状态,其它按键的输入信号仍不会被接受。
这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。
当优先抢答者回答完问题后,主持人操作控制开关S,使抢答电路复位,以便进行下一轮抢答。
3.1.2、定时电路的设计74LS48的7,6,2,3引脚接受来自74LS192的输出信号并把它译码显示在数码管上。
74LS192的9,10,11,15引脚完成时间设定功能,本设计要求定时30秒,所以把左边的芯片的1,15引脚接高电位,期于的全接低位,使的初始时间设定为30秒。
555芯片完成产生秒脉冲的功能。
工作过程为:抢答开始前,74LS192的置数端为低电位,处于初始状态,数码管显示为30,5引脚接高电位。
抢答开始后,秒脉冲冲推动右边的芯片开始倒记时,同时右边芯片产生的信号做为左边芯片的CP信号推动左边的芯片倒记时,完成十进制的倒记时功能。
当有人抢答后1Q的输出为1,经过非门后变为0,通过与门屏蔽了秒信号,停止记时,完成显示抢答时间的功能。
当记到了30秒时,左边的芯片产生的定时到信号输出为低电位,也屏蔽了秒信号,使得数码管显示为00。
3.1.2 定时电路图3.1.3报警电路的设计由555定时器和三极管构成的报警电路如图3.1.3所示:图3.1.3 报警电路其中555构成多谐振荡器,振荡频率为:f0=1/(R1+2R2)*C*ln2=1.43/(R1+2R2)*C其输出信号经三极管推动扬声器。
PR为控制信号,当PR为高电平时,多谐振荡器工作,反之,电路停振不再工作。
3.1.4时序电路的设计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,扬声器发声,抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态,2)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。
3)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。
根据上面的功能要求以及图3.1.1和图3.1.2,设计的时序控制电路如图3.2.4所示:1 2 1312U1A74LS11D&211U3A74LS04D时钟信号2 11U4A74LS04D Bus BusCP 定时到信号1QU2A12374LS00D&_ST图3.1.4(A)抢答与定时电路的时序控制电路图3.1.4(B)报警电路的时序控制电路图中,门G1的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止,门G2的作用是控制74LS148的输入使能端ST。
图3-4(a)的工作原理是:主持人控制开关从“清零”位置拨到“开始”位置时,来自于图3-1中的74LS279的输出CTR=0,经G3反相,A=1,则从555输出端来的时钟信号CP能够加到74LS192的CP D时钟输入端,定时电路进行递减计时,在定时时间未到时,来自于图3-2的74LS192的借位输出端BO2=1,门G2的输出ST=0,使74LS148处于正常工作状态,从而实现功能①的要求;当选手在定时时间内按动抢答键时,CTR=1,经G3反相,A=0,封锁CP信号,定时器处于保持状态,门G2的输出ST=1,74LS148处于禁止工作状态,从而实现功能②的要求;当定时时间到时,来自于图3-2的74LS192的借位输出端BO2=0,门G2的输出ST=1,74LS148处于禁止工作状态,禁止选手进行抢答,门G1同时处于关门状态,封锁CP 信号,使定时电路为00状态,从而实现功能③的要求,74LS121用于控制报警电路及发声的时间。
3.1.5总电路如下图所示:第四章电路实验与调试4.1Multisilm仿真在焊接之前我们必须对电路用multisilm进行仿真以确保电路的正确性,通过对仿真电路进行调试后才能进行焊接.仿真电路如下图所示:第五章设计总结本次电子课程设计实习将理论与实践有机地结合,既考查了我们对理论知识的掌握程度,又反映了实际动手能力,更主要的是考查了我们对知识的综合运用以及创新设计思维能力,为今后的发展提供了一次良好的学习环境。
针对课设题目八路抢答器,一开始还没有头绪,不会运用所学知识进行有效设计,但通过上网查阅各种类似的设计,去图书馆翻阅相关设计书籍,查阅所提供的芯片功能,确定基本设计方案,又通过仿真验证试验方案的可实行性,虽说比较烦杂但却对设计一个电路有了基本的经验。
同时也使自己认识到:1、设计思路是整个设计的灵魂拿下每个课题能有一个非常清晰的设计思路是至关重要的。
只有对课题的充分理解,对各种器件的熟练掌握,勾画出基本的设计图是成功的关键,,必须多花时间在设计上才能为后续工作提供更扎实的基础。
翻阅各种资料,上网查询填补所需知识的空白是必要的。
2、建议设计的作品主要是用74系列集成芯片来完成的,布线工作不是很方便。
3、不足实验效率低,刚开始设计时毫无头绪,完全像无头苍蝇一样乱打乱撞。
后来查阅了相关资料看了别人的设计才渐渐整理出了自己的设计思路。
总之,在设计过程中学到了许多。
作为现代的大学生,如果仅停留在以往的层次上,是远远跟不上时代的步伐,也无法使自己立足在竞争如此激烈的社会里,通过此次实习,看到了自己的水平和差距,学要在今后的学习中又进一步的提高。
附录一:元件清单2 74LS48(4线—7段译码驱动器) 33 74LS148(8线—3线优先编码器) 14 74LS192(十进制可逆计数器) 25 74LS121(单稳态触发器) 16 74LS00(二输入与非门) 27 74LS20(四输入与非门) 28 NE555 29 晶体管3DG130 110 七段数码管(共阴极) 111 B键(触发开关)912 发光二极管 113 扬声器 114 B键(输入开关)815 电阻(510Ω) 216 电阻(1KΩ) 217 电阻(10KΩ)918 电阻(15KΩ) 219 电阻(68KΩ) 220 电容(0.01μF) 221 电容(0.1μF) 222 电容(10μF) 223 电容(100μF) 2 附录二:74LS148的引脚图和逻辑功能表附录三:74121的逻辑功能表和引脚图(代替74LS121)附录四:74LS279的逻辑功能表和引脚图附录五:74LS192的逻辑功能表和引脚图。