模电课程设计--基于74LS74_D触发器的四路抢答器

实验三触发器的应用（四人抢答器）一、实验目的：1．深入了解4D触发器74175、与非门7400、7420以及CP时钟脉冲等单元电路在数字电路中的综合应用。

2.通过实验，弄清抢答器的工作原理，了解数字电路在生活中的应用。

3. 通过实际操作，锻炼、加强自身的动手能力。

熟悉同步计数器的功能及应用特点；4．掌握中规模集成计数器的使用方法及功能测试方法。

二、实验仪器、设备、元器件：1．数字逻辑电路实验仪1台2. 元器件：74LS1175 74LS7420 74LS00（CC4011）导线若干3. 示波器和万用表三、实验原理：1．掌握利用74LS175及门电路构成四人抢答器的方法。

2．预习中规模集成电路计数器74LS175的逻辑功能及使用方法。

3．复习实现触发器的使用方法。

四、实验内容和步骤：1. 电路原理图如图1所示图3.1 74LS175构成抢答器原理图实验用4个D触发器实现(74175为4D触发器，本实验只用其中两个，将与非门7420、7400和74175按线路连接起来按照要求画出电路图如下图3.1所示（标出图中的接线孔数字），所用到的逻辑门如下图2所示功能说明：1.抢答器功能实现说明：由图1可看出，此功能通过触发器反码输出端封闭其他人的抢答，如：当LA灯亮时，QA(反)为0，通过与门使DB的输入为0，则QB的输出为0，所以LB灯不会亮。

同理，当LB灯己亮时，也会通过QB的反码输出端封锁KA的抢答行为。

2. 74175功能说明：74175为4D触发器且具有异步清0功能，在本实验中，只用到其中的4个。

实验中，通过KA,KB，Kc,KD4开关与DA，DB，DC，DD相连实现四人开关抢答。

3.7400功能说明：7400为14引脚的二输入4与非门，每个与非门有两个输入端。

图2中4个与非门就是由7400实现的。

4、7420 为14引脚的四输入2与非门图10-2 74LS175 00逻辑符号及引脚排列功能说明：1.抢答器功能实现说明：由图1可看出，此功能通过触发器反码输出端封闭其他人的抢答，如：当LA灯亮时，QA(反)为0，通过与门使DB的输入为0，则QB的输出为0，所以LB灯不会亮。

四路-抢答器课程设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN课题题目：数字式4组竞赛抢答器的设计与制作一、课程设计目的本次课程设计主要是《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。

二、初始条件：本课程设计，要求用集成电路：74LSl48，74LS192,74LS175，74LS160,74LS00，74LS04，74LS20,74LS48,74LS32,555定时器和其它器件等，实现四路定时抢答功能。

三、要求完成的主要任务:1、可同时供4名选手（或代表队）参赛，其编号分别是1到4，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。

3、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间为10秒。

当主持人启动“开始”键后，要求定时器立即进行加计时，并用显示器显示。

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，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。

目录1 功能介绍 (3)主要功能介绍 (3)扩展功能介绍 (3)2总体方案设计.................................................. (3)3单元模块设计.................................................. (4)抢答器控制端电路功能介绍 (4)定时时间电路 (5)控制电路和报警电路 (5)振荡电路 (6)4主要芯片介绍 (7)优先编码器 74LS148 (7)计数器74LS192 (8)5四人抢答器仿真.............................................. (9)6系统调试...................................................... (9)7参考文献 (11)1功能介绍主要功能介绍（1）抢答器最多可供4名选手参赛，编号为1~4号，各队分别用一个按钮（分别为J1、J2、J3、J5）控制，并设置一个系统清零和抢答控制开关J4,J7，该开关由主持人控制。

基于74LS74 D触发器的四路抢答器1.实验目的利用74LS74 D触发器设计供4人用的抢答器，用以判断抢答优先权，并可以实现如下功能：（1）抢答开始之前，主持人按下复位按钮，所有指示灯和数码管均熄灭；（2）主持人宣布开始抢答后，先按下按钮者对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号；（3）此后他人再按下各自的按钮时，电路则不起作用。

2.总体设计方案或技术路线四路抢答器方案流程图（1）抢答控制电路由两片74LS20与非门实现；（2）选手抢答输入端、主持人控制端由两片D触发器实现；（3）灯光提示电路由高电平指示灯与CD4511数码管实现。

3.实验电路图M U L T I S I M 电路图4. 仪器设备名称、型号（1）直流稳压电源 1台（2）EEL-6模拟、数字电子技术实验箱 1台（3）74LS74 D触发器 2片（4）74LS20与非门 2片（5）CD4511数码管 4只（6）导线若干5.理论分析或仿真分析结果（1）主持人按下控制开关，将开关置于“清零”位置，D触发器置零，此时所有的指示灯和数码管均熄灭，选手按下按钮，指示灯和数码管均无任何反应；（2）主持人将开关置于“1”位置，指示灯亮，发出答题信号，此时，选手按下相应的按钮，指示灯亮，数码管显示选手的序号，并且优先作答者对应的74LS20与非门的输出将封锁其他选手的信号的输出，使其按钮不发挥作用，直到主持人再次清除信号为止；（3）主持人再次清零后，进入下一个答题周期。

6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）复位功能（主持人置“0”）（2）抢答功能（主持人置“1”，以选手1和选手4抢答为例）选手1抢答 选手4抢答注：表中所示的指示灯和数码管的状态为各选手所对应的指示灯和数码管的状态。

7.实验结论根据本设计电路可实现预定的主持人清零复位、选手抢答以及抢答提示等基本功能，各功能模块均能正常工作，达到设计要求，完成了设计任务。

四路数字抢答器课程设计四路数字抢答器是一种在教学活动中广泛使用的设备，它不仅可以增加课堂的趣味性，还能提高学生的参与度和思考能力。

本文将详细介绍四路数字抢答器的设计原理、功能特点以及在教学中的应用。

四路数字抢答器是由四个独立的按钮组成，每个按钮上的数字代表一个选项或答案。

在教学中，老师可以设定问题或选择题，并通过按下相应的按钮来抢答。

系统会根据按钮的先后顺序确定回答问题的学生，并显示正确答案或给出相应的提示，以便进行评价和讲解。

四路数字抢答器的设计原理是基于无线通信技术。

设备通过无线信号与接收器进行信息传输，实现快速、准确的答题抢答功能。

同时，它还具备多个功能键，如开始、结束、重置等，在教学中提供了更多的操作便利。

四路数字抢答器具有多种功能特点，首先是全自动抢答，无需手动记录答题顺序，减少出错率。

其次，它支持多人同时抢答，可以满足大班级或团队竞赛的需求。

此外，抢答器还可以通过显示屏实时显示抢答结果，让学生们能够清晰地了解自己的答题情况。

在教学中，四路数字抢答器具有广泛的应用价值。

首先，它可以用于课堂互动环节，激发学生的学习兴趣和积极性。

教师可以设计各类问题，如知识点回顾、思考题、快速测验等，引导学生积极思考并主动参与。

其次，抢答器可以用于小组竞赛，增加学生之间的协作和竞争，培养他们的团队合作精神。

最后，它还可以用于考试复习，通过模拟考试环节，测试学生对知识点掌握的程度，发现并弥补薄弱环节。

总之，四路数字抢答器作为一种先进的教学辅助工具，不仅可以提高教学效果，还能增加课堂的趣味性。

教师在应用抢答器时，需要根据不同的教学目的和教学内容，灵活运用，借助抢答器的功能特点，提高教学质量，激发学生的学习兴趣和积极性。

同时，抢答器也需要与其他教学手段相结合，形成多样化的教学模式，使教育教学更加丰富多彩。

课程设计说明书2015-2016 学年第 1 学期学院：专业：学生姓名：学号：31课程设计题目：4路抢答器（含直流电源）制作指导教师：日期：2015-12-18目录1、课程设计目的 (3)2、课程设计内容和要求2.1、设计内容 (3)2.2、设计要求 (3)3、设计方案 (3)3.1.1、设计电路功能的分析 (3)3.1.2、方案论证 (4)3.2、主要芯片介绍 (4)3.3、抢答电路设计 (8)3.4、显示电路设计 (9)3.5、555震荡电路设计 (9)3.6、电源电路 (10)3.7、时钟电路 (10)3.8、违规控制 (11)3.9、整体电路 (11)4、课程设计总结 (12)5、参考文献 (12)1 课程设计的目的1，了解抢答器电路设计的基本实现原理；2，掌握时序逻辑电路的逻辑功能和使用方法；3、Protues仿真。

2 课程设计的设计和要求2.1 设计内容1，查阅所用器件技术资料，详细说明设计的抢答器电路工作流程；2，抢答器电路采用与编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等电子器件构成，参加组数为四组。

3，电路可以实现由选手按键先后判断谁获得答题权；抢答成功时点亮相应的指示灯，且抢答成功选手号数在数码管上显示。

4，主持人没有按抢答开始按键时，若有人抢答，抢答无效，且该选手直接取消抢答资格；5, 抢答开始后有20S抢答倒计时，成功抢答后要有60S回答问题倒计时。

2.2 设计要求基本要求：(1) 在抢答开始后，若有参赛者按下抢答按钮，能准确判断出最先按下抢答按钮的参赛选手，并把其编号显示出来。

(2) 成功抢答后，若再有人按下抢答按钮，抢答状态不发生改变。

(3)具有复位功能，按下复位按钮，可进入下一次抢答准备阶段。

(4)要完成作品的仿真演示（用proteus仿真软件实现）和实物制作（万能板上焊接电路），且作品设计中只能用编码器、译码器、定时器、电阻、电容、与或非门等基本器件或芯片，不可以用单片机或PLC等控制器。

数字电路课程设计—四路抢答器数字逻辑课程设计报告——数字抢答器学院名称：通信与信息工程工程学院学生姓名：专业名称：信息工程班级：信息工程实习时间：2012年6月18 日——2012年6月29 日课程设计报告一．课程设计题目：四路数字抢答器二．任务和要求：设计一个数字式抢答器，具体要求如下：1．要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为10秒，输入抢答信号实在“抢答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序号，绿灯亮。

2．在“抢答开始”命令前抢答者，显示违规抢答者的序号；红灯亮。

3．选做：在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢答，显示无用字符（可自行确定）。

4．选做：不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。

三．总体方案的选择方案一：其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨接地，抢答器处于禁止状态，组号显示器显示“0”，定时器显示时间(0秒)；若有队员在此时抢答，则表示犯规，违规报警电路的红灯亮，并显示其组号；由于锁存电路的原因，只记录下第一组的组号。

在主持人读完题目后，将开关接上电源，宣布"开始"抢答，定时器开始计时，选手在10秒内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、绿灯提示。

当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示经过的时间。

如果再次抢答必须由主持人再次操作“清零”和“开始”状态开关。

方案二：脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路锁存电路优先编 码电路抢答按钮方案二与方案一的原理大致相同，区别在于方案二是“先锁后编”，后者是“先编后锁”：方案一的实现要用148优先编码器 ，实际中其7IN 管脚的控制却比较复杂，还要设法控制75的使能端；方案二则直接将抢答信号作为75锁存器的输入信号，再使用或非门来实现编码，且其只受锁存电路的控制，所以只需控制好75 的使能端即可。

故采用方案二。

四．单元电路的设计 1.脉冲电路：由555电路提供CP 脉冲信号脉冲电路计 时 电 路译 码 电 路译 码 显 示控制 电路主持人开 关违规报 警电路译码显示译码电路选手号转换电路锁存电路抢答按钮2.抢答锁存电路：在这一部分，最主要的是锁存电路，锁存电路主要由7475来实现，当74LS75的4，13号管角的信号为“0”时，它将保持原来的状态：74LS75真值表：D C Q1 1 10 1 0X 0 Qn74LS75的管脚图为：747514131211109123456715VccD 0Q 0D 1Q 3100-12281613E 2-3D 2D 3输入输出E D LH H H L XQ Q H L LH7475功能表保持当有一组队员按下开关后（高电平有效），Q1,Q2,Q3,Q4中有一个信号 为1，则它们四个通过与非门后的信号为1，在通过非门后，它变为0， 接入G12,G34,7475实现锁存功能，保持状态不变。

四路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生理解并掌握四路抢答器的基本工作原理；2. 学生能够描述四路抢答器的电路组成及其功能；3. 学生掌握数字电路中基本逻辑门的使用，并了解其在抢答器中的应用。

技能目标：1. 学生能够独立完成四路抢答器的电路搭建；2. 学生能够通过实际操作，解决抢答器电路中出现的问题；3. 学生能够运用所学知识，设计简单的数字电路。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子技术的兴趣，提高学习主动性和积极性；2. 学生在团队合作中，学会相互尊重、沟通与协作；3. 学生在课程学习过程中，树立正确的价值观，认识到科技发展对国家和社会的重要性。

课程性质：本课程属于电子技术领域，结合物理知识与实际操作，提高学生的动手能力和解决问题的能力。

学生特点：初三学生，具备一定的物理知识和动手能力，对电子技术有一定的好奇心。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，提高学生的创新意识和团队协作能力。

通过课程目标的分解，将预期学习成果具体化，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 数字电路基础知识- 逻辑门原理及种类（与门、或门、非门等）- 四路抢答器电路原理2. 四路抢答器电路组成- 抢答信号发生器- 逻辑判断电路- 锁定电路- 指示灯电路3. 电路搭建与调试- 数字电路元件的识别与使用- 四路抢答器电路搭建方法- 电路调试技巧及故障排查4. 教学大纲- 第一章：数字电路基础知识（1课时）- 第二章：四路抢答器电路组成（1课时）- 第三章：电路搭建与调试（2课时）5. 教材关联- 《电子技术基础》第四章：数字电路基础- 《电子技术基础》第五章：数字电路应用实例教学内容安排和进度：第一周：数字电路基础知识学习，了解逻辑门原理及种类；第二周：学习四路抢答器电路组成，分析各部分功能；第三周：动手搭建四路抢答器电路，进行调试与故障排查；第四周：巩固所学知识，开展小组合作，设计并展示创新性数字电路作品。

设计四路抢答器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握四路抢答器的电路原理，理解并能够描述其工作过程。

2. 使学生了解抢答器中各个电子元件的功能和作用，如按钮、晶体管、继电器等。

3. 让学生掌握数字电路的基本知识，能够运用逻辑门设计简单的数字电路。

技能目标：1. 培养学生动手操作能力，能够独立完成四路抢答器的搭建和调试。

2. 提高学生的问题解决能力，能够分析并排除抢答器故障。

3. 培养学生的团队协作能力，通过小组合作完成抢答器的设计和制作。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子技术的兴趣，培养其创新意识和探索精神。

2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践操作的安全性和准确性。

3. 增强学生的竞争意识，培养良好的比赛道德和团队精神。

课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论教学，注重培养学生的动手能力和实际操作技能。

学生特点：本课程面向初中生，学生对电子技术有一定的基础，好奇心强，喜欢动手操作。

教学要求：教师需提供详细的电路原理讲解，指导学生动手实践，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化指导。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，提高其综合素养。

二、教学内容1. 电路基础知识回顾：包括电路的组成部分、电路图的识别、基本电路类型等，关联教材第二章内容。

2. 四路抢答器电路原理：详细讲解抢答器的电路构成、工作原理及各部分功能，关联教材第四章第三节。

- 按钮开关的作用与使用方法- 晶体管放大电路的原理- 继电器的工作原理及其在抢答器中的应用3. 数字电路基础：介绍与门、非门、或门等基本逻辑门的功能和应用，关联教材第五章内容。

4. 抢答器设计与制作：- 设计抢答器电路图，明确各元件连接方式- 动手搭建和调试抢答器，关联教材实验操作部分- 故障分析与排除，提高问题解决能力5. 抢答器应用与拓展：探讨抢答器在实际生活中的应用，如知识竞赛等，激发学生创新思维。

目录第一章设计任务及要求 01.1四路抢答器摘要 01.2设计任务 01.3 功能要求 0第二章设计思路 (1)2.1设计原理 (1)2.1.1编码器介绍 (1)2.2电路设计 (2)2.2.1 抢答电路 (2)2.2.2 定时电路 (4)2.2.3 秒脉冲产生电路 (7)2.2.4 报警电路 (7)2.2.5 控制电路 (9)2.2.6抢答器整体电路 (10)第三章电路仿真 (13)第四章元器件介绍 (15)4.1 元器件清单 (15)4.2 元器件简介 (16)第五章参考资料 (17)第一章设计任务及要求1.1四路抢答器摘要本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。

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。

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。

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。

关键词：四路, 抢答器, 设计,定时，计时，报警。

1.2设计任务选择适当的器件设计一个电路，使它能够实现八路定时抢答器。

本次课设分基本设计和扩展设计两部分，基本设计为抢答器电路，扩展电路包括定时电路、报警电路、时序控制电路、整机电路。

在完成基本设计任务的基础上，可对抢答器进行进一步的完善设计，时期抢答器的功能更具实用性。

具体任务：(1) 四组参赛者在进行抢答时（用四个LED数码管）代表，当抢先者按下前面的按钮时，抢答器能准确地判断出抢答者，并以声、光为标志。

(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)抢答应具有一个总开关。

(4) 使抢答器具有限时（抢答时、回答问题时）功能，时间到时应发出声响，同时，时间数据要用数码管显示出来。

(5)有选手抢答时时间停止，报警电路发出报警信号，以提示灯光为标志。

1.3 功能要求(1)设计一个智能竞赛抢答器，可同时供4名选手或4个代表队参赛，他们的标号分别是0、1、2、3、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、S1、S2、S3。