抢答器电子课程设计

目录

综述............................................. 错误!未定义书签。1方案设计与分析................................. 错误!未定义书签。

1.1方案选择ﻩ错误!未定义书签。

1.2芯片组成 (2)

2电路设计框图及功能描述 ......................... 错误!未定义书签。３单元电路设计................................... 错误!未定义书签。

3.1按键识别电路ﻩ错误!未定义书签。

3.２显示电路..................................... 错误!未定义书签。

3.3声音提示电路................................. 错误!未定义书签。３.4脉冲发生电路ﻩ错误!未定义书签。

4整体电路及仿真................................. 错误!未定义书签。４.１电路原理.................................... 错误!未定义书签。4．２电路仿真.................................... 错误!未定义书签。4．2．1一号选手抢答............................. 错误!未定义书签。

4.2.2主持人复位................................. 错误!未定义书签。

4.2.3二号选手抢答............................... 错误!未定义书签。４.2．4三号选手抢答............................. 错误!未定义书签。

4.2．5互锁功能 (10)

心得体会....................................................... １1参考文献....................................................... １2

综述

智力竞赛是一种生动活泼的教育方式,而抢答就是智力竞赛中非常常见的一种答题方式。抢答能引起参赛者观众的极大兴趣，并且能在极短的时间内,使人们迅速增加一些科学知识和生活常识。但是,在这类比赛中于谁先谁后抢答,若是仅凭主持人的主观判断，就很容易出现错误,所以我们就需要一种具备自动锁存，置位，清零等功能智能抢答器来解决这些问题。在本次设计中，将主要实现以下功能：(１)主持人可以控制系统的清零与抢答开始;(2）抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢答(3）抢答器要有显示的功能，抢答一组的灯亮，并且扬声器发声，同时驱动数码管显示该组代号。

１方案设计与分析

1．1方案选择

方案一；继电器抢答器。继电器实现四人抢答设计,其电路要求相关方面知识过于简单,方案简而易行,但方案电路中存在许多不足，而且成本相对过高。

方案二:模电抢答器。模电实现四人抢答设计成本过高,控制精度不高，电路操作上存在弊端。

方案三：TTL抢答器。ＴTL数字电路实现四人抢答器设计针对性强、可靠性高,经济成本合理。

本设计采取方案三。

１.2芯片组成

７4ＬS175为抢答的控制电路部分

７4LＳ1４８编码器

７４LS4８驱动数码

NＥ555做脉冲发生部分

2电路设计框图及功能描述

根据任务要求,四人抢答器的逻辑框图如图２-１所示:

图2-1逻辑框图

3单元电路设计

3.1按键识别电路

电路如图３-1所示，该电路完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁定7４LS１75的功能真值表即优先抢答者的编号;二是要使其他选手随后的按键操作无效。

图3－1按键识别电路

其工作原理为：当主持人控制开关处于“清除”时,D触发器的清零端为低电平，使D触发器被强制清零，输入的抢答信号无效。当主持人将开关拨到“开始”时，D触发器Q非端前一状态为高电平，四个Q非端与在一起为高电平，再和脉冲信号与在一起给D触发器的脉冲端,当没人抢答时,抢答信号为低电平，Q 非端均为高电平，与门U2输出高电平在和脉冲信号与在一起给Ｄ触发器脉冲端,当一有人抢答时,抢答信号为高电平，由于脉冲频率很高，瞬间就会有一个上升沿，使Ｄ触发器触发，Q非端输出低电平,经过与门后,将低电平给脉冲端，从而使得其他选手按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性及抢答电

路的准确性。当选手回答完毕,主持人控制开关Ｓ是抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。

3.2显示电路

电路如图3－2 (四个输入端连接Ｑ非端）所示,用二极管的亮灭代表对应的选手是否抢答,同时驱动数码管显示该选手编号

图3-2显示电路

其工作原理为：当没有人抢答时，Ｑ非端输出高电平,二极管不会发光，优先编码器无有效电平输入，输出的高电平经非门输入到译码器中，数码管显示0。当有人抢答时,对应的的Ｑ非端输出低电平,二极管发光，优先编码器有有效电平输入,最后在数码管上会显示对应选手的编号。

３.3声音提示电路

电路如图3-3(输入端连接Q非端）所示：其功能就是声音提示,当有人按下

抢答键时扬声器就会发出声响。

图3-3扬声器电路

其工作原理为:当没有人抢答时，高电平输入与非门,扬声器不会响,只要有人抢答，就会有低电平输入与非门,与非门便会输出高电平使扬声器发出声响。

3.4脉冲发生电路

电路如图3-４所示,主要功能就是产生脉冲信号。

其工作原理为：接通电源后，V

ＣC 经R

1

R

２

给电容C充电。由于电容上电压

不能突变，电源刚接通时υ

C

CC

/3，所以５55内部比较器Ａ1输出高电平,A2输

出低电平，即R

D =1,S

D

=0,基本RS触发器置1,输出端Q为高电平。此时Ｑ＝O,使

内部放电管截止。

当υ

Ｃ上升到大于Ｖ

ＣC

／３时，R

D

＝1，S

Ｄ

=1，基本RS触发器状态不变,即输

出端Q仍为高电平,当Ｖ

C 上升到略大于２V

ＣC

/3时，R

ｎ

=0,Ｓ

D

=１，基本RS触发

器置0，输出端Q为低电平。这时Q＝1,使内部放电管饱合导通。于是电容C经R

2

和内部放电管放电，υc按指数规律减小。

当υ

C 下降略小于Ｖ

ＣＣ

／3时,内部比较器Ａ1输出高电平，A２输出低电平，

基本RS触发器置1,输出高电平。这时，Q=0，内部放电管截止。于是C结束放电并重新开始充电。如此循环不止，输出端就得到一系列矩形脉冲。