二人抢答器的设计

综合实践1

二人抢答器的设计

姓 名 :XXXXX

学 号 : XXXXX

班 级 :XXXXX

指导老师 :X

时 间 ：XX

成 绩 ：

摘要

本文介绍一种简单易制的抢答器,它适合于学校、机关智力等简单的竞赛用。本装置可以进行2路抢答,并且具有限时回答功能,限制时间可以自行设定。当按下任意一个抢答按键时,屏幕显示对应编号。同时具有数据锁存的功能，通过数字逻辑器件组合，LM324等设计的电路，包含数电及模电知识，所采用的Protues是深受广大电路设计者喜爱并现今比较流行的设计工具，它为用户提供功能强大、使用方便的电路仿真器。该抢答器设计简易，易于应用，节省原材料。

关键词：抢答器 LM324器件 管脚作用

Abstract

This paper describes a simple system, Responder, it is suitable for schools,

offices and other simple racing intelligence. The device can be 2-way Responder,

and has a limited response function can set the time limit. When you press any one

answer in button, the screen displays the corresponding number. Function of both

data latches, a digital logic device combination, LM324, etc. designed circuit,

including the number of electrical and electronic knowledge model, using Protues

is loved by the majority of circuit designers and design tools now more popular, it

users with powerful, easy to use circuit simulator. The Responder design simple

and easy to use, save raw materials

Key Words：Responder LM324 devices Pin function 目录

摘要... ………………………………………………………………………………1

Abstract .. …………………………………………………………………………2

第1章 绪论……………………………………………………1

1.1 课题背景…………………………………………………………1

1.2 LM324的简介………………………………………………………2

1.2.1简介………………………………………………………………2

1.2.2特点………………………………………………………………2

1.3 LED数码管…………………………………………………………3

1.3.1简介………………………………………………………………3

1.3.2 LED的优点………………………………………………………4

第2章 二人抢答器的简介…………………………………………………5

2.1 系统概述………………………………………………………………5

2.2 系统设计指标…………………………………………………………5

第3章 设计任务与要求……………………………………………………6

3.1 设计任务……………………………………………………………6

3.2 设计要求……………………………………………………………7

第4章 系统仿真………………………………………………………8

4.1 PROTEUS软件仿真……………………………………………………9

4.1.1概述………………………………………………………………9

4.1.2 Protues其功能特点………………………………………………9

4.2 电路原理图及仿真原理图…………………………………………10

结论……………………………………………………………………………11

参考文献………………………………………………………………………12

绪论

1.1 课题背景

数字技术是当前发展最快的学科之一，数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路（SSI）发展到目前的中、大规模集成电路（MSI、LSI）及超大规模集成电（VLSI）。相应地，数字逻辑电路的设计方法在不断地演变和发展，由原来的单一的硬件逻辑设计发展成三个分支，即硬件逻辑设计（中、小规模集成器件）、软件逻辑设计（软件组装的LSI和VSI，如微处理器、单片机等）及兼有二者优点的专用集成电路（ASIC）设计 [1]。

目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域。例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化。随着集成技术的发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响。随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际，，数字电子逻辑课程设计的进行使我们有了这个非常关键的机会，通过这种综合性训练，要学生达到以下的目的和要求：

1.结合课程中所学的理论知识，独立设计方案。达到学有所用的目的.

2.学会查阅相关手册与资料，通过查阅手册和文献资料，进一步熟悉常用电子器件类型和特性，并掌握合理选用的原则，培养独立分析与解决问题的能力。

这次课程设计是在我们指导老师的带领下，由我们学生自主设计并完成的，主要是对我们上学期所学≤数学电路与逻辑设计≥这门课程的一次复习和实际的应用。

1.2 LM324的简介

1.2.1 简介

LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

1.2.2 特点

LM324的特点：

1.短跑保护输出

2.真差动输入级

3.可单电源工作：3V-32V

4.低偏置电流：最大100nA

5.每封装含四个运算放大器。

6.具有内部补偿的功能。

7.共模范围扩展到负电源

8.行业标准的引脚排列

9.输入端具有静电保护功能 [5]

1.3 LED数码管

1.3.1 简介

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的

半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片

一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型[1]半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料的禁带宽度决定的。2.5米宽耐力板已由正成企业安装调试成功！大大改善采光效果。

1.3.2 LED的优点

LED的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。 一、体积小

LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。

二、耗电量低

LED耗电相当低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。工作电流是0.02-0.03A。这就是说：它消耗的电能不超过0.1W。

三、使用寿命长

在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时。

四、高亮度、低热量

LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。

五、环保

LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。

六、坚固耐用

LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的。

高节能：节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦）电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。

第2章 收音机的工作原理

本章内容讲的是抢答器的设计内容、设计要求、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，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。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[1]。

2.1 系统概述

1、该抢答器最多可供2名选手参赛，编号为1~2号，各队分别用一个按钮（分别为S1~S2）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，主持人清零后，声音提示停止。

3、抢答先后的分辨率为5ms。

4、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~S2实现。

5、有抢答信号输入（开关S1~S2中的任意一个开关被按下）时，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。

6.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。

2.2 系统设计指2.3 标2.4

该电路作为抢答信号的接收、保持和输出的基本电路，手动清零开关CR，S1~S6为抢答按钮开关。

本抢答器可同时供2名选手或2个代表队比赛，分别用2个开关S1~S2表示。同时设置一个系统清除和抢答控制开关，该开关由裁判控制。此抢答器应具有数据锁存功能与显示功能。即选手按动按钮，蜂鸣器发出报警声响提示.

本次设计的目的为通过灵活运用数字电子技术及模拟电子技术知识，在实践中巩固加强知识，增强综合能力，培养了电路设计能力，提高实验技术，启发了创新思维。