多路电子抢答器的设计报告

课程设计(综合实验)报告

( 20 -- 20 年度第1 学期)

名称：课程或实验名称

题目：六路抢答器设计

院系：电气与电子工程学院

班级：电气1108班

学号：

学生姓名：陈子君

指导教师：刘向军

设计周数：一周

成绩：

日期：年月日

《电子技术》综合实验

任务书

一、目的与要求

1.目的

1.1综合实验是教学中必不可少的重要环节，通过综合实验巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。

1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握综合实验的主要内容、步骤和方法。

1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。

1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。

2.要求

2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。

2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研综合实验中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。

2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。

2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。

2.5学会撰写综合实验总结报告。

2.6通过综合实验，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。

2.7在综合实验过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。

二、设计（实验）正文

2.1设计要求

设计一个智力竞赛抢答器，此抢答器可以容纳六组参赛队，每组设置一个抢答按扭供抢答者使用。设置一个“系统复位”或“抢答准备命令”按扭和一个“抢答开始命令”按扭供主持人使用。在主持人将系统复位并发出“抢答开始命令”后，若参赛者按下抢答按扭，就显示最先抢答者的组号，指示抢答有效，并以灯和声音警示。若系统复位但未发“抢答开始命令”，参赛者就

自主设计实验

5.6智力竞赛抢答器设计

1.实验目的

1）熟悉74LS174 D触发器的管脚排列及功能。

2）熟悉74LS00、74LS20与非门的管脚排列及功能。

3）设计相应的电路图，标注元器件参数，并进行实验。

2.总体设计方案或技术路线

利用74LS175 D触发器设计供四人用的智力竞赛抢答器，用以判断抢答优先权。

抢答开始之前，由主持人按下复位开关清除信号，所有的指示灯和数码管均熄灭。当主持人宣布“开始抢答”后，首先做出判断的参赛者立即按下按钮，对应的指示灯点亮，同时数码管显示该选手的序号，而其余三个参赛者的按钮将不起作用，信号也不再被输出，直到支持人再次清除信号为止。

数码管显示要求利用试验箱上的CD4511数码管实现。

但由于没有买到74LS175 D 触发器，故选择了74LS174 D触发器为六上升沿D触发器来替代作为实验中的主要器件。74LS174 D触发器输出仅有Q没有Q__，为实现功能通过74LS04非门或74LS00与非门来实现。

3.实验电路图

(1)芯片管脚排列图

74LS174

(2)初步设计电路

（3）改进后电路

完全用芯片连接

4. 仪器设备名称、型号

1）直流稳压电源 1台

2）数字万用表 1只

3）EEL-69模拟、数字电子技术实验箱 1台

74LS174D触发器，74LS00、74LS20与非门，74LS04非门，CD4511数码管，电阻，电容，导线若干。

5.理论分析或仿真分析结果

（1）理论分析

清零端R__D和时钟脉冲C是六个D触发器共用的。

抢答前先清零，1Q-4Q均为“0”，相应的发光二极管LED1-LED4都不亮；1Q__-4Q__均为“1”,与非门G1输出为“0”，扬声器不响。同时G2输出为“1”，将G3打开，时钟脉冲C可以经过G3进入D触发器的C端。此时，由于S1-S4均未按下，1D-4D均为“0”，所以触发器的状态不变。

抢答开始，若S1首先被按下，1D和1Q均变为“1”，相应的发光二极管LED1亮；1Q__变为“0”，G1的输出为“1”，扬声器发响。同时G2输出为“0”，将G3封闭，时钟脉冲C便不能经过G3进入D触发器。由于没有时钟脉冲，因此再次接着按下其他按钮，就不起作用了，触发器的状态不改变。

数字电子设计性实验 抢答器

- 1 - 设计性实验报告

实验名称： 四路抢答器的设计

姓名： 黄忠良 辽宁科技大学 班级：电子08.1 学号：120083102071

同组者姓名： XXX XXX

实验目的：

1.熟悉组合逻辑电路的设计

2.掌握数字电子电路的设计、调研方法

设计要求：

设计一个4人抢答逻辑电路。

具体要求如下：

（1）、每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号。

（2）、竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位。

（3）、竞赛开始后，先按动按钮者将对应的一个发光二极管点亮，此后其他3

人再按动按钮对电路不起作用。 数字电子设计性实验 抢答器

- 2 - 设计方案： （满足设计要求的思路或框图）

构思抢答器需要达到的功能并结合自身的能力，列出了如图1所示的总体框架图。

图1 总体框架

设计电路：（根据设计方案完成的具体电路）

抢答

按钮 JK触发器 LED

显示结果

主持人

控制开关 综合处理

控制

电路 数字电子设计性实验 抢答器

- 3 - 设计原理：（讲解设计电路原理）

按照实验要求，抢答器电路需要满足完两个功能：

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LED显示编号；

二是禁止其他选手按键操作无效。

具体的电路组成如上图所示。

具体工作过程如下：

开关S置于“清除”端（置0）时，JK触发器的R端均为0，4个触发器输出置0，使四个选手LED灯都不亮。

1

集美大学诚毅学院

数字电子技术课程设计

题 目：四路智力竞赛抢答器

专 业 班 级：机电**91

学 号：2012******25

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二〇一四年六月

数字电子技术课程设计报告

2

一、设计任务

1.1要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器并具有定时抢答功能。

1.1.1抢答器：能分辨出选手按钮的先后，并锁存优先抢答者的编号，并可通过显示译码器准确的显示出来；同时，要求其他选手按钮操作无效即避免其他选手再次抢答；开始抢答和清零由主持人控制。

1.1.2定时器：时钟脉冲由555多谐震荡器提供；通过主持人控制开始倒计时，定时抢答器可从9~0；可控制定时器停止工作，显示译码器上显示的是剩余时间，并可以保持到主持人清零位置；

1.1.3整体电路：主持人拨动开关，抢答器可以进行抢答，定时器开始倒计时；某一选手抢答后，抢答器显示选手编号，定时器停止计时，这时其他选手无法进行抢答，抢答器和定时器停止工作一直保持到主持人清零为止；主持人清零后，系统恢复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答，当定时时间到后，却没有选手抢答时，禁止选手超时后抢答。

二、 设计要求

2.1基本功能

2.1.1抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛，分别用4个按钮S0 ~ S3表示。

2.1.2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。用来控制系统清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。

2.1.3抢答器具有锁存与显示功能。即抢答开始后，选手按动按钮，锁存相应的编号，并在编号显示器上显示该编号。同时封锁输入编码电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

2.2扩展功能

2.2.1抢答器具有定时抢答功能。要求定时器开始倒计时，并用定时显示器显示倒计时时间，同时扬声器发出音响，音响持续0.5秒。