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四人智力竞赛抢答器

四人智力竞赛抢答器
四人智力竞赛抢答器

四人智力竞赛抢答器

设计题目:一、设计题目:四人智力竞赛抢答器二、1、设计目的、

1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。

2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

2、设计任务与要求、

1)设计任务)设计一台可供4 名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。用数字显示抢答倒计时间,由“9”倒计到“0”时,无人抢答,蜂鸣器连续响 1 秒。选手抢答时,数码显示选手组号,同时蜂鸣器响 1 秒,倒计时停止。2)设计要求)(1)4 名选手编号为:1,2,3,4。各有一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号对应,也分别为1,2,3,4。(2)给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零(抢答显示数码管灭灯)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,该选手编号立即锁存,并在抢答显示器上显示该编号,同时扬声器给出音响提示,封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。(4)抢答器具有定时(9 秒)抢答的功能。当主持人按下开始按钮后,定时器开始倒计时,定时显示器显示倒计时间,若无人抢答,倒计时结束时,扬声器响,音响持续 1 秒。参赛选手在设定时间(9 秒)内抢答有效,抢答成功,扬声器响,音响持续 1 秒,同时定时器停止倒计时,抢答显示器上显示选手的编号,定时显示器上显示剩余抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。(5)如果抢答定时已到,却没有选手抢答时,本次抢答无效。系统扬声器报警(音响持续1 秒),并封锁输入编码电路,禁止选手超时后抢答,时间显示器显示0。(6)可用石英晶体振荡器或者555 定时器产生频率为1Hz 的脉冲信号,作为定时计数器的CP 信号。

3、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计、

电路主要由脉冲产生电路、锁存电路、编码及译码显示电路、倒计时电路和音响产生电路组成。当有选手抢答时,首先锁存,阻止其他选手抢答,然后编码,再经 4 线7 段译码器将数字显示在显示器上同时产生音响。主持人宣布开始抢答时,倒计时电路启动由9 计到0,如有选手抢答,倒计时停止。电路系统结构如图13:

脉冲电路

主持人

倒计时器

数码显示

扬声器选手

锁存器

编码转换电路 3

译码器

数码显示

扬声器

图:四人智能抢答器原理框图三、单元电路设计及元器件选择1)以锁存器为中心的编码显示电路(1)方案比较三种方案的电路图如下所示:A)备注:下与门接1kHZ 的5v 的脉冲电源。

5V 74LS32D 74LS21N

4 5 12 13 1 9 8 1D 2D 3D 4D ~CLR CLK GND VCC 1Q ~1Q 2Q ~2Q 3Q ~3Q 4Q ~4Q 16 2 3 7 6 10 11 15 14 16 13 12 11 10 9 15 14

CK

7 1 2 6 3 5 4 8

A B C D ~LT ~RBI ~BI/RBO GND

Key = A Key = B Key = C Key = D

74LS32D

VCC OA OB OC OD OE OF OG

A B C D E F G

74LS21N

74LS48D 200|?200|?200|?200|?200|?200|?200|?

74LS175D

74AS08N

74LS21N

74LS21D 74LS21N

4

2 3 1 6

~1S1 ~1S2 ~1R1 ~1S3 ~1R2

1Q1

4

1Q2

7

21 5V VCC 10k SPST 0

5

15

2 3 1

74LS279D

~1S1 ~1S2 ~1R1 ~1S3 ~1R2 1Q2 7 1Q1 4

22 5V 23

7 1 2 6 3 5 4 8 A B C D ~LT ~RBI ~BI/RBO GND

16 25 10k 26 SPST SPST SPST 0 SPST 10k 10k 10k 10k 31 10k 27 10k 28 30 10k

10 11 12 13 1 2 3 4 5 8 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 EI GND VCC A0 A1 A2 GS EO 16 9 7 6 14 15

6 5

VCC

VCC OA OB OC OD OE OF OG 16 13 12 11 10 9 15 14

74LS279D 17

2 3 1 6 ~1S1 ~1S2 ~1R1 ~1S3 ~1R2 1Q2 7 1Q1 4

24

5 6 7 1 2 3 4

G F E D C B A

8 10k

CK

29

18 0 19

74LS148D

20

74LS48D

5

74LS279D

2 3 1 6 5 ~1S1 ~1S2 ~1R1 ~1S3 ~1R2 1Q2 7 1Q1 4

74LS279D

分析三个方案电路,都能实现分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示编号同时禁止其他选手按键操作无效的功能。以锁存器为中心的编码显示电路的方案一的编码器使用了芯片74LS148,具有优先编码功能,方案二的编码转换电路用了普通的门电路构成,虽然也能相应地编码,但连接起来较麻烦。方案三:当按键松开即按下时,74LS148 的YEX = 1, 此时由于仍为1Q=1,使ST =1,所以74LS148 仍处于禁止状态,确保不会出二次按键时输入信号,保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置于“清除”然后再进行下一轮抢答,但有时会出现误差,而芯片数量也繁多,不宜连接。以此,选用方案一比较合适。

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方案一的电路是以四 D 触发器74LS175 为中心的编码锁存系统,74LS175 而为一四路的锁存器,通过

输出 4 个位的~Q 相与,然后控制175 的~CLR 端,来锁存现有的“组”状态。如当第一组按下时,通过编码,再取反码后翻译显示在7 段数字显示器上。对应的是显示“1” 可见,抢答信号的锁存可通过 D 触发。器的输出相“与”反馈门控触发脉冲实现,当无人抢答时,4 个 D 触发器的输出Q 非相与,为“1”时,脉冲能够进入触发器,有一人抢答时,与门中有一个变为“0” ,使脉冲不能进入触发器,从而防止其他人抢答,而显示器上只显示先抢答人的编号。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。表 5.24.1 EI 1 0 0 0 I0 ×1 ××I1 ×1 ××优先编码器74LS148 功能表(×代表任意状态)输入输出I2 I3 I4 I5 I6 I7 A2 A1 A0 GS ××××××1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ×××××0 0 0 0 0 ××××0 1 0 0 1 0 EO 1 0 1 1

0 ×××××0 1 1 0 1 0 0 1 0 ××××0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 ×××0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 ××0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 ×0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 编码器74LS14 8 的作用是把锁存器的输出转化成8421BCD 码,进而送给7 段显示译码器,然后得到相应的显示。无人抢答时,输出为零,有人抢答时,D 触发器将数据送出同时封锁触发器脉冲,使其他人不能抢答,送出数据经编码器成为8421BCD 码,送到七段显示器上,显示抢答选手的号码。(2)元件选择根据L ED 的特性,LED 二极管反平均工作电流应控制在10~15mA 之间。一英寸以下的LED 数码管内,每一笔段含有 1 只LED 发光二极管,导通压降VF 为1.2V~2.5V,IF 为LED 工作电流;VDD 为电源电压,VON 为导通压降,R 为限流电阻。所以当VDD=5V,VF=2.0V,VON =0.2V,IF=15mA 时,根据V ? VF ? VON V ? VF ? VON = 2.8V ≈ 200? I F = DD R = DD 15mA R IF 所以限流电阻R 取为200Ω。

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2)脉冲产生电路(1)方案比较因为石英晶体振荡器的震荡频率稳定性极高,设计要非常谨慎和恰当才能输出精确稳定的脉冲,因此要求很高。但由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要多次分频,较为复杂,所以宜采用555 定时器构成的多谐振荡器,使其产生需要的 1 秒周期方波作为计数器的CP 脉冲。而在抢答电路中的4D 触发器的CP 脉冲,宜使用555 定时器产生高频方波,使其能准确地锁存。用555 定时器构成的多谐振荡器,其电路如下图所示:

(2)元件选择,参数计算根据555 定时器构成的多谐振荡器电路的振荡周期T=(R1+2R2)Cln2=0.7(R1+ 2R2)C=1S, 所以当C 取为10uF 时,为了让输出波形较为稳定,应使R1 和R2 两者的值相近,取R1 =R2,则根据多谐振荡器电路的振荡周期有R1=R2=T/(0.7*3C)=1/(0.7*3*10*10-6)=47000Ω=47KΩ 从仿真的效果看,C 分别取10nf 和800nf~1uf 输出时间比较合理。3)倒计时显示电路(1)倒计时显示电路的原理电路图如下所示,该部分主要由555 定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS190 减法计数电路、74LS48 译码电路和 1 个7 段数码管等相关电路组成。74LS192 实现减法计数,通过译码电路74LS48 显示到数码管上,其时钟信号由555 定时器的输出提供。74LS190 的预置数控制端实现预置数,根据设计要求,通过预置时间电路对计数器进行预置时间为9S,计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。主持人宣布开始时,按下按钮后,计数器开始减法计数工作,并将时间显示在共阴极七段数码显示管显示上,当有人抢答时,停止计数并显示此时的倒计时时间;如果没有人抢答,且倒计时时间到时,输出低电平到时序控制电路,控制报警电路报警,同时以后选手抢答无效。由图可知,当倒计时输出不为零时,“或”门输出为“1” ,与脉冲同时输入到“与”门中,使脉冲可以送给计数器,当计数器输出为零时,“或”门输出为,使脉冲不能输入到计数器中,从而使计数器停在“0” 。“0”

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倒计时显示电路图(2)元件选择,参数计算同样在七段数码管电路中,为了获得良好发光效果,LED 二极管反平均工作电流应控制在10~15mA 之间。发光二极管的导通压降VF 一般为 1.2V~2.5V,IF 为LED 工作电流;VDD 为电源电压,VON 为导通压降,R 为限流电阻。所以当VDD=5V,VF=2.0V,VON =0.2V,IF=15mA 时,根据V ? VF ? VON = 2.8V ≈ 200? V ?VF ? VON R = DD I F = DD 15 mA R IF 即数码管的限流电阻R 取为200Ω。理论上:根据555 定时器构成的多谐振荡器电路的振荡周期T=(R1+2R2)Cln2=0.7(R1+2R2)C=1S, 所以当 C 取为10uF 时,为了让输出波形较为稳定,应使R1 和R2 两者的值相近,取R1=R2,则根据多谐振荡器电路的振荡周期有R1=R2=T/(0.7*3C)=1/(0.7*3*10 *10-6)=47000Ω=47KΩ 而实际仿真时,采用上图电路仿真效果比较好。4)音响电路(1)方案比较方案一:555 定时器和三极管构成的音响电路由555 定时器和三极管构成的音响电路如图下所示。其中55 5 构成多谐振荡器,振荡频率fo=1.43/[(RI+2R2)C],T=(R1+2R2)Cln2=0.7(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。

图:555 定时器和三极管构成的音响电路方案二:集成单稳态触发器74LS121 构成音响电路该电路是由集成单稳态触发器74LS121 构成一个在下降沿触发的触发器,再接入蜂鸣器,根据单稳态触发器74L S121 产生定宽的抢答输出脉冲宽度t=0.69RC 计算,使得蜂鸣器的鸣叫时间为1 秒。再由主持人,选手,倒计时共同控制它的输入,使其在主持人开始,选手抢答,倒计时到零时都能鸣叫。因为集成单稳态触发器74LS121 可以保证在触发脉冲宽度大于输出脉冲宽度时输出脉冲的下降沿仍然很陡,具有边沿触发的性质,所以宜用方案二。由于仿真器上没有集成单稳态触发器74LS121 芯片,而multsim 软件中没有121 芯片。这里的电路用555 定时器接成的单稳态触发器代替74LS121 构成的音响电路。

5V 74LS11N 100k

RST DIS THR TRI CON GND VCC OUT

BUZZER 200mHz

10uF 910nF

555_VIRTUAL

图:集成单稳态触发器74LS121 构成音响电路

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(2)元件选择,参数计算蜂鸣器鸣叫时间为1S,也是输出脉冲宽度的时间。555 定时器接成的单稳态触发器的输出脉冲宽度的时间为TW=RCln3=1.1RC=1S,取R 为100KΩ,则C 为10uF (而集成单稳态触发器74LS121 的输出脉冲宽度的公式为TW=RextC ext ln2=0.7 RextC ext=1S,通常Rext 的取值在2——30 KΩ之间,C ext 的取值在10pF----10uF 之间。在此

ad

取 Rext 的为值 30 KΩ,则 C ext 的值为 47uF。) 4、系统的电路总图:

四、元件清单四人智力竞赛抢答器电路总图

元件清单(标号、型号规格及大小、数量):

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 名称 4 输入与门 3 输入与门 2 输入与门 2 输入或门非门电阻电阻电阻电阻电容电容电容电容 4D 触发器十进制减法计算器译码器编码器七段数码显示器 555 定时器单稳态触发器开关按钮导线蜂鸣器型号规格 74 LS21 74LS11 7408 74LS32 7404 200Ω 47KΩ 30KΩ 100KΩ 47uF 10uF 1uF 1nF 74LS175 74LS190 74LS 48 74LS148 共阴 74LS121 数量 1 2 1 1 1 16 2 1 3 1 1 2 1 1 1 2 1 2 2 1 1 4 若干 1

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五、电路和程序调试过程与结果:电路和程序调试过程与结果:四人智力竞赛抢答器电路的设计逻辑流程:(1)组装调试抢答器电路。把上面所设计的单元电路连接起来可得到整机电路。然后可在印刷电路板上焊接分立元件并进行调试。(2)可预置时间的倒计时电路,并进行组装和调试。当输人 1Hz 的时钟脉冲信号时,要求电路能进行减计时,当减计时到零时,选手抢答无效。(3)调试声响电路。检查主持人开始、选手抢答、倒计到 0 时,蜂鸣器是否鸣叫 1 秒。(4)定时抢答器的联调,注意各部分电路之间的时序配合关系。然后检查电路各部分的功能,使其满足设计要求。四人智力竞赛抢答器电路调试的过程: 1.测试使用的主要的仪器和仪表是万用表。 2.调试电路的方法和技巧是用红黑表笔测试接电源处是否有电压显示,再用表笔分别测试各集成块和电阻,电容的电压,注意用手背触摸一下,检查各仪器是否发热工作。 3.测试的数据高电平显示为 5V,低电平为 0V,蜂鸣器鸣叫是的电压为 3.0V 左右等。

四人智力竞赛抢答器电路测试结果: 1、刚开始,即主持人宣布开始并按下开关时,蜂鸣器鸣叫 1S,选手抢答时鸣叫 1S,倒计时器到 0 无人抢答时鸣叫 1S。 2、当有一个选手抢答后,数码管立即显示该选手的编号,并且其他选手再抢答时无效。 3、倒计时器的倒计时时间为 9S,倒计开始时数码管显示为 9,倒计结束时显示为 0。综述,测试的结果基本符合设计要求。误差分析:误差的来源主要有系统误差(固有误差)和偶然误差(随机误差)。而产生系统误差的原因有:仪器本身的缺陷、理论公式和测量方法的近似性、环境的改变和个人存在的不良测量习惯等。系统误差来源有工具误差、装置误差、人身误

差、外界误差、方法误差等。偶然误差主要是某种未知的偶然因素对实验者、仪器、被测物理量的影响而产生的。本设计中,器件实际测量参数跟理论参数不吻合是引起误差的最大原因。例如,设计要求的倒计时 9 秒,可跟实际时间相比,当电路工作时却只有 8 点多秒,比实际时间偏小。由于仿真与实际不同的问题,而仿真的时候用的电阻阻值也不与理论值一样,因此导致很多不准确的因素产生。如显示器在做减数计算时,显示频率比较快,不到一秒的频率。

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六、总结与体会总结与体会

本次课程设计,利用上学期的数电的知识和电路理论知识,亲手设计一个电路——抢答器。虽然最后审核的时候,功能不能通过,但经过了两个星期的调试,和重新焊接了另外的两个板,收获很大,特别是调试的时候,和文龙同学一起合作调试,其中有喜悦的时候,也有很纠结的时候。不用 protel 布线,直接用万用版去做这个焊接工作,其结果真的很难和仿真的一致,另我俩感觉到了 multisim 的各种不完善和对比的 quarter2 的真正强大之处。不管结果怎么样,在这个过程中,也体验到了熬夜复习数电知识和查各种芯片参赛的味道。是的,理论知识总是容易遗忘的东西,但是重新重实践中复习,先得更加容易接受和体味更深。本次抢答器设计,一开始设计的时候,按照设计框图的提升,然后对照各部分电路的设计基础来进行总的设计构想,然后。在电路元件的参赛选择,如电阻阻值和电容大小的选择,真是挺靠理论知识的。同时自己也参考了一些文献,总体上,这次课程设计除了不能调试成功的失败之处外,其他算基本另自己感到满意,打算在暑假有空的时候,也做做交通灯的设计电路。通过这次的课程设计,我想了很多东西,也问了自己很多东西。看到了现实生活中很多电器的控制,原来都是这么容易实现的。不知道为什么,越来越发现自己电子专业的趣味性,并且对自己专业的了解深了很多。在学习理论知识的同时,也动手动脑去实现一些有趣的电路设计,令人很畅快。然而,当遇到一些暂时能力不能实现的东西,真的有点不尽人意。例如有些程序需要很强的理论知识,有些知识需要买一些很贵的板才能实现。在这里,很希望学校能更新我们的教学设施设备,能让我们也享受这电子的风味。【参考文献】七、

参考文献】 1、阎石.《数字电子技术基础》高等教育出版社,第五版 2、康华光. 《电子技术基础》高等教育出版社 3、周誉昌、蒋力立,《电工电子技术实验》 4、彭华林等编. 《数字电子技术》湖南大学出版社 5、互联网相关资源搜索

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人竞赛抢答器实验报告

数电实验报告 姓名:侯婉思 专业:通信工程 班级:1111 学号: 指导老师:田丽娜 四人竞赛抢答器实验报告 一.前言 现今,形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校、企事业单位及社会团体组织中,它为各种知识竞赛增添了刺激性、娱乐性,在一定程度上丰富了人们的业余生活。 对于抢答器我们大家都知道那是用于选手做抢答题时用的,选手进行抢答,抢到题的选手来回答问题。抢答器不仅考验选手的反应速度同时也要求选手具备足够的知识面和一定的勇气。选手们都站在同一个起跑线上,体现了公平公正的原则。 本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的高分辨率的4路抢答器。该抢答器为全数字集成电路设计,具有分组数多、分辨率高等优点。该抢答器除具有基本的抢答功能外,还具有优先能力,定时及复位功能。主持人通过控制开关使抢答器达到复位的功能。 二.实验目的 1. 学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法 2. 熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。 3. 灵活运用学过的知识并将其加以巩固,发散思维,提高学生的动手能力和思维的缜密。 三.设计任务与要求 1、设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。选手抢答时,数码显示选手组号。 2.设计要求: 抢答器的基本功能: 1.设计一个智力抢答器,可同时供四名选手或四个代表队参加比赛,编号为一,二,三,四,各用一个抢答按钮,分别用四个按钮S0——S3表示。 2.给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管清零)。 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,此外,要封锁输入电路,实现优先锁存,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零为止。

多路智力竞赛抢答器

黄冈师范学院 本科生毕业论文 题目: 多路智力竞赛抢答器的设计专业班级:电子信息科学与技术2011级03班学号:201122340321 学生姓名:叶林飞 指导教师:刘珊 论文完成日期: 2015 年 5 月

郑重声明 本人的毕业论文是在指导老师刘珊的指导下独立撰写并完成的。毕业论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为,如果有此现象发生,本人愿意承担由此产生的各种后果,直至法律责任;并可通过网络接受公众的查询。特此郑重声明。 毕业论文作者(签名): 年月日

目录 1 绪论 (3) 1.1研究目的与意义 (3) 1.2研究内容 (3) 2电路原理设计 (4) 2.1 八路抢答电路设计 (6) 2.2定时电路设计 (9) 2.3声响电路的设计 (14) 3 Multisim仿真与制作 (16) 3.1抢答仿真 (16) 3.2定时抢答仿真 (18) 3.3超时抢答仿真 (19) 3.4仿真结果分析 (20) 结束语 (21) 附录 (22) 附录一:元件清单 (22) 附录二:总电路图 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25)

基于数字电路多路智能竞赛抢答器原理与设计专业:电子信息科学与技术班级:电科1103 姓名:叶林飞指导老师:刘珊 摘要 随着社会的不断发展,对人才的要求更加急迫,而在高校同学们学科学、学技术、学知识的手段多种多样,知识竞赛之类的活动愈加频繁,而在竞赛中往往分为几组参加,这时针对主持人提出的问题进行抢答。如果要是让抢答者用举手等方法,会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者,这就必然离不开抢答器。作为一种电子产品,在市场上很多,但价格昂贵,还不能根据具体情况修改一些参数,如答题时间设置,选手的增加等问题不好解决。为此根据实际需要设计了简易的数字抢答器,这样不仅节约成本,这样也能满足具体实际需要[1]。 本文介绍了一种同时供八位选手比赛的抢答器,本设计的数字抢答器由优先编码电路、锁存器、译码电路、显示电路、定时电路及用控制电路组成,能实现8位选手抢答,满足了学校同学们知识竞赛的要求。 关键词: 数字电路; 抢答电路;倒计时电路;报警电路;秒脉冲产生电路

四路智力竞赛抢答器设计

数电课程设计 智力竞赛抢答器 姓名:郭堃 学号:200800800050 学院:信息工程学院专业:通信工程 年级2008级 指导教师:张军蕊

四路多路智能抢答器设计 前言 关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件,在现实生活中很常见,尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展,越来越多的竞赛抢答器被用在了其中,这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力,而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛,让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用,运用前景非常广泛。 在知识竞赛中,特别是做抢答题时,在抢答过程中,为了知道哪一组或哪一位选手先答题,必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中,只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器,使以上问题得以解决,即使两组的抢答时间相差几微秒,也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计,以及它的实际用途。 前言 (1) 一、实验目的 (2) 二、实验内容和要求 (2) 三、设计思路 (2) 四、电路设计 (2) 1.电路设计指标 (3) 2.仿真电路组成 (4) (1)四路抢答器原理 (4) (2)定时器实现 (5) (3)计数电路 (6) (4)完整电路 (7) 五、总结与体会 (7) 六、参考文献 (8)

一、实验目的 1.学习智力竞赛抢答器电路的工作原理。 2.学习综合数字电子电路的设计、实现和调试方法。 二、实验内容和要求 设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。 要求:每组设置一个抢答按钮供抢答者使用;电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在此基础上再增加计分电路和犯规电路。 三、设计思路 可将整个系统分为三个主要模块:抢答鉴别模块QDJB ;抢答计时模块JSQ ;抢答计分模块JFQ 。整个系统的组成框图如图5-5-8所示。 图--1 智力竞赛抢答器系统框图 四、电路设计 CLR A B C D 抢答 鉴别 电路 ALED BLED CLED DLED 组别显示译码 电路 组别显示 计分 电路 SCOREA SCOREB SCOREC SCORED ADD 计时 电路 LOAD L1 L0 CLK EN 计时显示译码 电路 JSXS1 JSXS0

四人智力抢答器的设计

四人智能抢答器设计报告

目录 摘要---------------------------------------------------------------------------3前言---------------------------------------------------------------------------4第一章设计要求----------------------------------------------------------5 1.1设计任务-------------------------------------------------------------5 1.2基本要求-------------------------------------------------------------5 1.3选用器材-------------------------------------------------------------5 第二章系统工作原理------------------------------------------6 2.1系统的工作原理-----------------------------------------------------6 第三章电路设计--------------------------------------------------------------7 3.1方案的选择-----------------------------------------------------------7 3.1.1方案一----------------------------------------------------------7 3.1.2方案二----------------------------------------------------------7 3.1.3确定方案-------------------------------------------------------7 3.2单元电路设计--------------------------------------------------------8 3.2.1以锁存器为中心的编码显示电路----------------------------------------------8 3.2.2倒计时显示电路的设计---------------------------------------------8 3.2.3报警电路的设计---------------------------------------------9 3.2.4脉冲产生电路的设计----------------------------------------------10 3.3整体电路--------------------------------------------------------10 3.4 555多谐振荡器的脉冲波形图--------------------------------------------------------11 3.5电路元件选择--------------------------------------------------------12 第四章电路实验与调试---------------------------------------------------13 4.1焊接--------------------------------------------------------------------13 4.2调试中出现的问题及解决-----------------------------------------13 4.3P C B板图--------------------------------------------------------14 4.4焊接的实物图--------------------------------------------------------14 第五章设计总结-----------------------------------------------------------15 参考文献-----------------------------------------------------------15

(完整word版)四人竞赛抢答器实验报告

数电课程设计实验报告 设计课题:四人抢答器 学院:信息工程学院 专业:通信工程 班级: 学号: 姓名: 指导老师:

四人抢答器实验报告 一.实验目的 1. 学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法 2. 熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。 3. 灵活运用学过的知识并将其加以巩固,发散思维,提高学生的动手能力和思维的缜密。 二.设计任务与要求 1、设计任务 设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。选手抢答时,数码显示选手组号。 2.设计要求: 抢答器的基本功能: 1.设计一个智力抢答器,可同时供四名选手或四个代表队参加比赛,编号为一,二,三,四,各用一个抢答按钮,分别用四个按钮S0——S3表示。 2.给节目主持人设置一个控制开关,用来控制系统的清零(编号显示数码管清零)。 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,并分别让四盏LED亮来表示,此外,要封锁输入电路,实现优先锁存,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零为止。 简言之,有选手按下时,显示不同选手的灯会亮。同时,其他人再按下时电路不做任何处理。也就是说,如果有选手按下以后,别的选手再按的话电路不会显示所代表的的LED灯亮。 4.可用555定时器产生频率为1k H Z的脉冲信号,作为触发器的CP信号。三.四人竞赛抢答器电路原理及设计 系统原理框图:

1、设计方案 抢答器具有锁存、响铃、显示。即当抢答开始后,选手抢答按动按钮,锁存器锁存相应的选手编码,同时用代表不同选手的LED显示出来,蜂鸣器响铃。接通电源后,主持人将开关拨到“清除”状态,,编号显示器为0,此时才可以再次抢答。选手在抢答时,抢答器完成:编号锁存、编号灯显示,响铃。 2.单元电路设计及元器件选择 (1)抢答电路 电路如图2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,同时代表不同选手的LED灯电路亮,蜂鸣器鸣叫;二是要使其他选手随后的按键操作无效。实现该电路的功能的主要芯片是74ls175(图1为功能表,图2为逻辑功能图,图3为锁存器电路) 图一 图二

数电智力竞赛抢答器课程设计完全版

电子技术 课程设计 成绩评定表 设计课题:智力竞赛抢答器 学院名称:电气工程学院 专业班级:电气1503 学生:段帅朋 学号: 201523010310 指导教师: 设计地点:31-220 设计时间: 2017.6.26-2017.7.2

电子技术课程设计任务书

目录 1.绪论 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2 设计要求 (3) 2.方案设计 (3) 2.1系统工作流程图 (3) 2.2 元器件清单 (4) 2.3主要元器件选择与分析 (5) 2.3.1 轻触开关 (5) 2.3.2 74LS192计数芯片 (5) 2.3.3共阴极数码管以及其驱动芯片74LS48 (6) 2.3.4 74LS175四路D触发器 (7) 2.3.5 555定时器 (8) 2.3.6 集成门电路 (8) 2.3.7 无源蜂鸣器 (8) 3.原理分析 (9) 3.1 抢答必答模式选择及其指示电路 (9) 3.2 抢答电路 (9) 3.3 脉冲产生电路 (10) 3.4单稳态定时电路 (11) 3.5 定时电路 (12) 3.6 音响电路 (13) 3.7整机电路分析 (13) 3.8加减分数电路 (14) 4.设计总结 (15)

1.绪论 1.1设计目的 1、注重培养学生正确的设计思想,掌握课程设计的主要容、步骤和方法。 2、巩固加深对电子技术基础知识的理解,培养学生发现问题、独立分析问题、解决问题,提高综合运用所学知识的能力。 3、通过查找资料、选方案、设计电路、写报告等环节的训练,熟悉设计的过程、步骤。为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。 4、了解电子线路设计的工程,学会书写设计说明书。 5、培养学生严肃、认真的科学态度和工作作风。 6、在课余实践,有效地激发学生对电子设计的兴趣,丰富课外生活。 7、培养学生自主学习能力,扩展知识面。 8、提高动手能力的同时对常用的集成芯片有一定的了解,在电路设计方面有感性的认识。 9、另外还要掌握电路原理和分析电路设计流程,每个电路的设计都要有完整的设计流程。这样才能在分析电路有良好的思路,便于找出错的原因。 1.2 设计要求 用TTL或CMOS集成电路设计智力竞赛抢答器逻辑控制电路,具体要求如下: 1. 抢答组数为4组,输入抢答信号的控制电路应由无抖动开关来实现。 2. 判别选组电路。能迅速、准确地判处抢答者,同时能排除其它组的干扰信号,闭锁其它各路输入使其它组再按开关时失去作用,并能对抢中者有光、声显示和呜叫指示。 3. 计数、显示电路。每组有三位十进制计分显示电路,能进行加/减计分。 4. 定时及音响。必答时,启动定时灯亮,以示开始,当时间到要发出单音调“嘟”声,并熄灭指示灯。抢答时,当抢答开始后,指示灯应闪亮。当有某组抢答时,指示灯灭,最先抢答一组的灯亮,并发出音响。也可以驱动组别数字显示(用数码管显示)。 2.方案设计 2.1系统工作流程图 系统流程图如2.1所示,控制电路是核心组成部分,它控制抢答电路、音响电路、指示灯电路以及定时电路。主要由门电路与门、与非门、或门等实现控制逻辑。主持人和参赛选手都是通过按钮输入控制信号到控制电路,通过控制电路的逻辑实现对各个模块的控制。1K脉冲主要用于触发器时钟,秒脉冲主要用于计时器。

4路智力竞赛抢答器

信息与电气工程学院 课程设计说明书(2013 /2014学年第二学期) 课程名称:单片机应用 题目:4路智力竞赛抢答器 专业班级:自动化 学生姓名: 学号: 指导教师: 设计周数:两周 设计成绩: 2014年07月10日

一、课程设计目的 通过长达两周的单片机课程设计,使我加深对《单片机原理及应用》课程所学理论知识的理解,并将理论与实践相结合。结合课程设计的内容,学会单片机最小系统及外围电路的设计,基本电子元器件的使用,利用Protel软件绘制电路原理图和PCB图,编写程序并结合protues进行仿真,检查电路的合理性及可行性,进行软硬件联机调试,发现问题并解决问题。学会查阅相关专业技术资料及设计手册,提高团队合作及独立解决问题的能力。 二、课程设计任务及要求 2.1 原始数据及主要任务 采用STC90C52作为控制单元,实现4路智力竞赛抢答器的设计。 1.设计键盘输入电路。 2.设计显示电路。 3.合理分配地址,编写系统程序。 4.利用Protel设计硬件电路原理图和PCB图。 5.用protues仿真 2.2 技术要求 设计一台以MCS-51为核心的可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。4名选手各一个按键抢答,主持人一个按键用来系统清零和开始;1个数码管显示抢答倒计时间,由“9”倒计到“0”时,无人抢答,蜂鸣器响;选手抢答成功时,一个数码管显示选手号,同时蜂鸣器发3声间隔1秒笛响,倒计时停止。初始状态,2个数码管均为0,当抢答成功时,时间数码管显示暂停时间,选手号数码管显示选手号,直到系统清零。 三、设计思路及原理 3.1 设计思路 设置5个独立按键,其编号分别是1到5,key1为主持人按键,key2-key5分别为1-4号选手按键。主持人未按键时,其他选手抢答无效,只有当主持人按下开始按键时才可以进行抢答,左边数码管从“9”到“0”开始倒计时,当4个按钮只要有一个按下即只要有人抢答时,左边数码管倒计时停止,右边数码管显示选手编号,蜂鸣器发出3声间隔1秒笛响,选手前面的指示灯也一同点亮,其他抢答都无效。当选手答完后,由主持人按键将数码管清零,继续开始抢答。若10秒内无人抢答,则声鸣器发出超时报警声。选用两个共阳极数码管作为显示,数码管倒计时采用定时器T0进行1S钟计时。 3.2设计原理图

4人抢答器电路设计方案

电工学实验A(下)实验报告 4人竞赛抢答器的设计 学院名称:材料科学与工程 班级:10级4班 姓名:XXX 学号:1810004XX 成绩: 2013 年 1 月 12 日

目录 第一篇实验设计任务介绍 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2实验目的 (3) 1.3实验内容 (3) 1.4实验要求 (4) 第二篇设计背景 (5) 第三篇设计原理 (5) 3.1抢答器的主要功能简介 (5) 3.2抢答器工作原理 (7) 3.2.1 74LS175原理介绍 (7) 3.2.2 74LS00原理介绍 (9) 3.2.3.555原理介绍 (11) 第四篇设计电路图介绍 (14) 4.1电路设计图 (14) 4.2.元件清单 (15) 第五篇心得体会 (15)

第一篇实验设计任务介绍 1.1设计题目 数控增益放大器的设计 1.2实验目的 1、掌握面包板搭接电路技术; 2、学习调试系统电路,提高实验技能; 3、了解竞赛抢答器的工作原理及其结构。 1.3实验内容 1、设计任务: 设计制作一个可容纳四组参赛的数字式抢答器。 2、设计要求: (1)每组设置一个抢答按钮,供抢答者使用; (2)电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能; (3)在主持人将系统复位并发出抢答指令后,若有参赛者按抢答开关,则提醒主持人(音频提示或信号灯亮),同时显示出抢答者的组别; (4)同时电路应具备自锁功能,使别组的抢答开关不起作用; (5)要求电路主要选用中规模TTL或CMO S集成电路。 3、设计要点: (1)抢答控制器:竞赛抢答器的核心,当任意一位参赛者按下开关时,抢答控制器立刻接受该信号,则提醒主持人(音频提示或信号灯亮),同时显示出抢答者的组别。 与此同时,封锁其他参赛者的输入信号,这就要求抢答器的分辨能力高(CP

智力竞赛抢答器设计

智力竞赛抢答器设计

项目任务书题目:智力竞赛抢答装置的设计与调试 系部电子信息工程学院 学科门类工学 专业光电信息工程 2014年12月15日

智力竞赛抢答装置的设计与调试 摘要 随着科学技术的不断发展,促使人们学科学、学技术、学知识的手段多种多样。抢答 器作为一种工具,已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。但抢答器的使用频率较低,且有的要么制作复杂,要么可靠性低,减少兴致。做为一个单位若专购一台抢答器虽然在经济上可以承受,但每年使用的次数极少,往往因长期存放使(电子器件的)抢答器损坏, 再购置的麻烦和及时性就会影响活动的开展,因此设计了本抢答器。 数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出;用控制电路和主持人开关启动报警电路,以上两部分组成主体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能,构成扩展电路。 关键词:抢答电路定时电路报警电路时序控制

目录 一引 言 (1) 1.1课题来源及意义 (2) 1.2 研究现状及趋 势 (3) 二系统设计 (4) 2.1概述 (5) (阐述抢答器的系统原理,包括综述,组成框图及各部分介绍) 2.2方案比较 (6) (总结各个方案的优缺点,比较几种方案) 2.3 方案确定 (7) (通过上节内容中的几种方案的比较,得出最优方案,并详细介绍)三电路设计与调试 (8) (包括单元电路设计,参数计算,元器件选型,最终得出总电路图,并阐述调试方法与过程)

四总结与展 望 (9) (总结你的设计方案的优缺点,并提出改进方案) 4.1总结 (10) 4.2展 望 (11) 参考文献 (12) 附录 (13) (附系统总体电路图,用正规软件绘制)

EDA课程设计—四人抢答器设计

摘要 现代生活中,数字电路产品与我们接触的是越来越平凡了,包括计算机、电子表、智能仪器表及其它很多领域中,它给我们带来的不仅是工作上的方便,而且也给我们的生活娱乐添滋加彩。这次EDA课程设计中,我做的是四人抢答器,基于设计要求,本文主要是从锁存器及计数器功能和VHDL语言着手,但侧重点在用VHDL语言上。首先简单介绍一下数字电路、EDA、VHDL等的有关知识,其次介绍了一下设计要求和我的设计构想,再运用VHDL语言特点,写出程序代码,最后是一些总结和抢答器部分实验电路图与倒计时设计的电路图和用MAX+PLUSII软件仿真的结果部分图附录等部分。 关键词:置位;复位;锁存;计数器;七段显示器;MAX+PLUSII;译码器 目录 摘要: (1) 引言: (2) 一、设计任务及要求: (2) 二、题目分析与整体构思: (2) 三、VHDL程序设计: (3) 四、心得体会及模型评价与推广: (5) 附录: (6) 参考文献: (10)

引言 数字电路主要是基于两个信号(我们可以简单的说是有电压和无电压),用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路,它具有逻辑运算和逻辑处理等功能,数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。 EDA技术又称电子设计自动化,它是为解决自动控制系统设计而提出的,从70年代经历了计算机辅助设计(CAD),计算机辅助工程(CAE),电子系统设计自动化(ESDA)3个阶段。前两个阶段的EDA产品都只是个别或部分的解决了电子产品设计中的工程问题;第三代EDA工具根据工程设计中的瓶颈和矛盾对设计数据库实现了统一管理,并提出了并行设计环境概念,提供了独立于工艺和厂家的系统级的设计工具。 VHDL(VERY HIGH SPEED INTEGRA TED CIRCUIT HARDW ARE DESCRIPTION LANGUAGE)语言最早是有美国国防部提出的,它支持行为领域和结构领域的硬件描述,并且可以从最抽象的系统级一直到最精确的逻辑级,在描述数字系统时,可以使用前后一致的语义和语法跨越多个层次,并且使用跨越多个级别的混合描述模拟该系统。因此,它可以由高层次行为描述子系统及低层次详细实现子系统所组成的系统模拟。它有两个版本IEEEStd1076-1987[LRM87]和IEEEStd1076-1993[LRM93],他们并不完全兼容,但做一些修改就可以兼容了。 许多公司都为VHDL开发出了编译和仿真软件,其中Max+plusII(或写成Maxplus2,或MP2) 是Altera公司推出的的第三代PLD开发系统(Altera第四代PLD开发系统被称为:QuartusII,主要用于设计新器件和大规模CPLD/FPGA).使用MAX+PLUSII的设计者不需精通器件内部的复杂结构。设计者可以用自己熟悉的设计工具(如原理图输入或硬件描述语言)建立设计,MAX+PLUSII把这些设计转自动换成最终所需的格式。其设计速度非常快。对于一般几千门的电路设计,使用MAX+PLUSII,从设计输入到器件编程完毕,用户拿到设计好的逻辑电路,大约只需几小时。设计处理一般在数分钟内内完成。特别是在原理图输入等方面。 一、设计任务及要求: 本设计要求做一个四人抢答器,并要求当有某一参赛者首先按下抢答开关时,相应 显示灯亮并报警,此时抢答器不再接受其他输入信号。电路具有回答问题时间控制功能。要求回答问题时间小于等于100s(显示0-99),时间采用倒计时方式。当到达限定时间,发出警告。 二、题目分析与整体构思: 对于一个四人抢答器,四个选手在电路中的起始控制作用是一样的,当裁判员宣布开始抢答时,谁先按下他前面的控制开关,他的灯就会亮,而且这时其他人再怎么按,也就不会亮了,说明每个人对其他人都有一个先发制人的作用,及每个人都在时间控制下,能锁存住其他选手的功能。当有一个指示灯亮了,计数器就开始从99开始倒计时,到0时还要警告声,这样计数器开始工作就是在指示灯的指示下工作。 可以设四个人分别为输入端A,B,C,D;因为四个输入端在VHDL中,要求四个输入端

智力竞赛抢答器

抢答器是竞赛问答中的一种常用的必备装置,从原理上讲,它也是一种典型的数字电路,包括了组合逻辑电路和时序逻辑电路。 一、设计目的 1. 掌握抢答器的设计方法。 2. 熟悉锁存器的应用。 3. 了解学习触摸开关和发声元件。 二、设计指标 (1) 可供四组抢答,有人抢答时,蜂鸣器发声,同时优先抢答者对应的指示灯亮,而后抢答者对应的指示灯不亮。 (2) 主持人具有将抢答器复原的功能。 (3) 抢答者和主持人的按钮开关采用触摸按钮,蜂鸣器用压电陶瓷蜂鸣器作发声元件。 三、设计提示及参考电路 1.抢答器的基本工作原理 智力竞赛抢答器是用来判断哪一个预定状态首先发生的电路,图10-1所示是抢答器的原理框图,主要由开关阵列电路、触发锁存电路、显示电路几部分构成。 开关阵列电路触发 锁存 电路 显示 电路

图10-1 抢答器组成框图 开关阵列电路是由多路开关组成,竞赛者与开关相对应。 触发锁存电路是当某一开关首先按下时,触发锁存电路被触发,在输出端产生相应的开关电平信息,同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱。 显示电路即按钮开关按下时对应的指示灯亮。 图10-2是用CMOS四D锁存器和门电路组成的四组抢答器。抢答开始前,抢答者的四个按钮S0~S3路均末按下,锁存器CC4042的输入端D0~D3都为0,主持人通过复位按钮S0使时钟端CL为l,因此锁存器清零,四个发光二极管均不亮:同时G1门输出为0,蜂鸣器不发声。 图10-2 四路抢答器原理图 当有人抢答时,例如按钮S1被按下,锁存器的D1输入端为1,对应的输出端Ql由0变为1,经CC4049反相后驱动对应的发光二极管发光;同时Q1’由1变为0,使G1门输出为1,蜂鸣器因此而发声,表示S1对应的选手优先抢答成功。G1门输出的高电平经过G2门后使CC4042的时钟端CL由1变0(此时主持人的按钮S4已经断开),从而使其由接收状态转为锁存状态,禁止后抢答者的信号存入锁存器,因此即使其他选手再按下所对应的按钮也不起作用。 2.触摸按钮 图10-3是两种自制的触摸按钮的原理图。触摸开关是两块距离约为1mm彼

四路智力竞赛抢答器设计

吉林建筑大学 电气与电子信息工程学院 数字电子技术课程设计报告 设计题目:四路竞赛抢答电路 专业班级:信工131班 学生姓名: 学号: 指导老师: 设计时间: 教师评语: 成绩:评阅老师日期

前言 关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件,在现实生活中很常见,尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展,越来越多的竞赛抢答器被用在了其中,这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力,而且能增加节目现场的紧张、活跃气氛,让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用,运用前景非抢答器的设计与制作智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法,通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣,并且能在极短时间内,使人们增加一些科学知识和生活常识。常广泛。 在知识竞赛中,特别是做抢答题时,在抢答过程中,为了知道哪一组或哪一位选手先答题,必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中,只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器,使以上问题得以解决,即使两组的抢答时间相差几微秒,也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计,以及它的实际用途。

目录 前言 (4) 一 . 课程设计目的 (5) 二 . 课程设计题目与内容 (5) 三 . 系统设计方案 (7) 四 . 电路工作原理 (8) 五 . 单元电路设计参数计算及元器件选择 (11) 六 . 完整电路图 (16) 七 .需要的元器件清单: (17) 八 . 总结与体会 (18) 九 . 参考文献 (20)

一、课程设计目的: 数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践性教学环节,是对学生学习数字电子技术的综合性训练,这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成的,训练学生综合运用学过的数字电子技术的基本知识,独立设计比较复杂的数字电路的能力。 通过数字电路课程设计使学生做到: 1、综合运用电子设计课程中所学到的理论知识,独立完成一个设计课题。 2、通过查阅手册和文献资料,培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 3、了解常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用的原则。 4、学会电子电路的安装与调试技能,掌握电子电路的测试方法。掌握常用电子仪器的使用方法。 5、学会撰写课程设计总结报告。

四路竞赛抢答器设计

四路竞赛抢答器设计与仿真。 一、设计题目:四路竞赛抢答设计与仿真 二、设计要求 设计并仿真能容纳四组参赛队参赛的声光显示抢答器,要求: 1)主持人按下复位后,允许开始抢答, 2)有人抢答成功,即发出光、声报警信号,并封锁其他参赛队抢答信号的输入 主要器件 1)74LS175、74LS04; 2)发光二极管、蜂鸣器、三极管等。

三、题目分析 为达到设计要求可以有两种方案可以选择 方案1:采用CD4511芯片作为抢答信号的触发、锁存和译码输出。这样虽然比较简便,但实际在实现锁存功能时比较繁琐难实现。 方案2:采用集成4D触发器来完成抢答部分。虽然元件较多,但在实现锁存功能时可以简单的实现。 经过对比两方案的优缺点,决定采用抢答信号锁存简单实现的方案2。然后利用软件Multisim来进行仿真调试,再进行逐步改进。智力竞赛是在竞赛中分成几组参加,我设计的为四组,这时针对主持人提出的问题,各组一般进行抢答,对于抢答,需要一种逻辑电路抢答器作为裁判员。先由主持人控制主电路,各组再进行抢答,优先抢答者抢到并回答问题解除抢答信号后,电路才恢复下一次抢答。 以下是我设计的智力竞赛抢答器的主要设计思路:主持人控制开关接地与四组开关接5V 电压,我集成4D触发器74LS175,起到优先抢答的作用。利用当其中一组抢答即对应的开关关闭,对应的锁存输入端为高电平,对应的输出端也为高电平,经过与门,实现锁存功能。这样,当一组抢答时其它组就被屏蔽了。举个例子来说,若一组得到抢答权,则由于接上电压该组输出高电压,又由于锁存器的锁存原因,其它二组,三组,四组输出的为低电平,与一组相连的发光二极管会发光,同时通过或非门与报警电路相连,使之发出连续响声。因为由两个或门与译码器连接,译码器是输入高电平有效,而第一组输出高电平时,对应的LED 亮,说明改组拥有回答问题的权利。当主持人的控制开关复位时,各组的抢答者就开始抢答,当主持人的控制开关清零复位时,开始下一轮抢答。 以上就是我设计的竞赛抢答器的设计思路。

四人智力竞赛抢答器资料

四人智力竞赛抢答器

4人智力竞赛抢答器 内容摘要: 该抢答器用数字显示抢答倒计时时间,由“9”倒计到“0”时,蜂鸣器连续响0.5秒。选手抢答时,显示选手号,同时蜂鸣器响1秒,倒计时停止。 该电路采用石英晶体振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号,起振快,定时精度高,使用方便。 抢答器电路:该电路完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示编号;二是禁止其他选手按键操作无效。 定时电路:节目主持人根据抢答题的难易程度,设定一次抢答的时间,通过预置时间电路对计数器进行预置。 抢答具有数据锁存功能。并将所存数据用LED七段数字显示器显示出来。同时蜂鸣器发出间歇式声响持续时间为1秒。主持人清零后声音提示会立即停止。 音响电路:扬声器发生指示开始抢答、参赛选手按键抢答选中、无人抢答且抢答时间到。 时序控制电路: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。 一、设计内容及要求: 1. 设计内容:本课题要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。 2. 设计要求: 1)4名选手编号为;1,2,3,4。各有一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号对应, 也分别为1,2,3,4。 2)给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零(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,改选手 编号立即锁存,并在编号显示器上显示该编号,同时扬声器给出音响提示,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 统清零为止。 4)抢答器具有定时(9秒)抢答的功能。当主持人按下开始按钮后,要求定时器开始

路智力竞赛抢答器设计实验报告

数字电子技术课程设计 题目:八路智力竞赛抢答器设计 姓名: 专业:电子科学与技术 班级: 122班

学号: 指导教师: 20 年月日 安徽科技学院理学院

八路智力竞赛抢答器设计 一、课程设计题目(与实习目的) (一)、题目:八路智力竞赛抢答器设计 (二)、实习目的: 1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2.熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用,并掌握其工作原理,进一步学会使用其进行电路设计。 3.了解数字系统设计的基本思想和方法,学会科学分析和解决问题。 4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5.数点课程实验是大学中为我们提供的唯一一次动手实践的机会,增强动手实践的能力。 二、任务和要求 实现抢答器的方法很多,如EPROM编程、RAM编程、单板机、单片机等,都可以组成抢答器系统。 (1)抢答器设计要求 设计一个抢答器,基本要求: 1. 抢答器可以实现基本抢答;可同时供8名选手或8个代表队参加比赛,他们 的编号分别是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,分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 2.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。 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,同时扬声器给出音响提示。此外,要封锁输入电路,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零为止。 三、总体方案的选择 (1)总体方案的设计 针对题目设计要求,经过分析与思考,拟定以下二种方案: 方案一:该方案是将抢答按钮先直接与锁存器而不是优先编码器相连,将最先抢答的选手的编号锁定,再依次经过优先编码器、译码器和七段显示器,最后显示的是抢答选手的编号,经过优先编码器后的信号到单稳态触发器,单稳态触发器又与报警电路直接连接,所以显示编号的同时可以发出报警信号。另外由主持人控制开关和其他部分电路通过门电路实现对抢答电路、定时电路和报警部分电路的控制。 主体框图如下:

四人智力抢答器课程设计报告

四人智力抢答器课程设计 报告 Prepared on 22 November 2020

数字电子技术课程设计报告 设计课题: 四人智力竞赛抢答器 学院: 专业: 电子信息工程 班级: 2010级电信(1)班 姓名: 学号: 日期 2012年 12月9日——2012年12月23日指导教师:

摘要 在各种智力竞赛场合,抢答器是必不可少的最公正的用具。 通过本学年的《数字电路技术》的学习我们知道了它的原理其实是比较简单的,主要就是通过四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统控制选手的抢答情况,再通过逻辑电路将输入开关、脉冲及输出LED灯、数码管和扬声器连接起来即可。电路由主体电路和扩展电路两部分组成,主体电路主要由74LS175,即4D触发器来构成抢答锁存器,由主持人来控制74LS175的清零端。当清零端为高电平“1”时,选手开始抢答,最先按键的选手相应的LED发光二极管发光,并且扬声器发出声音,同时,由4个Q及门电路组成的锁存电路来控制其他选手再按键时不再起作用。扩展电路主要包括秒脉冲发生电路和定时电路,并且在设计中加入了报警电路,以提示选手和观众。 经Proteus仿真软件验证抢答器原理图无误,可实现设计所要求功能。 关键词:四人智力竞赛抢答器、74LS175、脉冲、锁存器 目录 1 设计任务及要求 (1) 2 比较和选定设计的系统方案、画出系统框图 (1) 方案比较 (1) 系统框图 (3)

3单元电路设计、参数计算和器件选择 (3) 抢答电路设 (3) 定时电路设计 (6) 报警电路设计 (9) 4完整的电路图及电路的工作原理 (10) 完整电路图 (10) 工作原理..............................................................................11 5经验体会. (12) 参考文献 (12) 附录A:系统电路原理图 (13) 附录B:元器件清单 (14)

四人智力竞赛抢答器课程设计报告

一、设计题目 四人电子抢答器 二、设计功能 1.基本功能 (1)抢答器同时供4名选手比赛,分别用4个按钮key5~key8表示。 (2)设置一个系统重置和抢答控制开关start(key1),该开关由主持人控制。 (3)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除为止。 2.扩展功能 (1)抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(30秒)。当主持人启动"开始"键后,定时器进行减计时。 (2)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的时间,并保持到主持人将系统清除为止。 (3)在设定的抢答时间内如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效, 3.自主功能 (1)抢答器具有自动计时功能,当有选手抢答答题时间(10秒)自动开始。 (2)报警电路设计:当答题时间和抢答时间将到或结束(还剩3秒时)发出蜂鸣声结束答题。 (3)每个选手有一个记分板,答对题目可以由主持人控制start键给予加分。每加一分响一次。 (4)长按start可以自动准备计时和系统清零,短按开始计时和暂停。 三、原理电路设计:

1、方案 抢答电路:使用74175作为锁存电路,当有人抢答时,利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零,74175立即被锁存,同时蜂鸣器鸣叫1s,这时抢答无效,使用74148作为编码器,对输入的型号进行编码。输出在共阳数码管显示主持人电路: (1)利用2个74168计数器作为倒计时的芯片,当主持人按下抢答按钮时,2个74168被置29,同时将开始倒计时。假如在30秒内有人抢答,则计数器停止倒计时,将锁存器锁存,禁止选手抢答,蜂鸣器鸣叫一秒,停止倒计时。 (2)利用4个74160分别控制4位选手的得分,分别显示在4个共阳数码管。每得1分响一下 (3)start键输出后分为两路,一路是进入key模块,一路控制30秒倒计时。其中为了区分重置计时电路和暂停计时电路。根据线路的特点,一个接到T 触发器进行短按控制,一个只接到除颤电路通过100hz的控制进行长按控制。 显示电路和分频电路上课老师讲的很具体明了就不一一详叙。 2、单元电路设计 (1)、锁存器电路的设计 锁存器电路采用以74175为中心的锁存器系统,当4个抢答输入端中出现低电平输入时信号时,锁存器立即锁存,禁止抢答,其原本为4个高电平的输出端也变成3高一低,可以利用一个4输入与非门将其与非,再接一个非门后,可以与74175的时钟信号相与非,使得CLK端的输入信号为底电平,从而阻止其余选手的抢答,从而达到锁存的目的74175的真值表如下: 锁存器的单元电路设计如下:

四路智力竞赛抢答器设计说明

建筑大学 电气与电子信息工程学院数字电子技术课程设计报告 设计题目:四路竞赛抢答电路 专业班级:信工131班 学生: 学号: 指导老师: 设计时间:

前言 关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件,在现实生活中很常见,尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展,越来越多的竞赛抢答器被用在了其中,这种抢答器的好处是不仅能够锻炼参赛选手的反应能力,而且能增加节目现场的紧、活跃气氛,让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用,运用前景非抢答器的设计与制作智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法,通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣,并且能在极短时间,使人们增加一些科学知识和生活常识。常广泛。 在知识竞赛中,特别是做抢答题时,在抢答过程中,为了知道哪一组或哪一位选手先答题,必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中,只靠人的视觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计抢答器,使以上问题得以解决,即使两组的抢答时间相差几微秒,也可分辨出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计,以及它的实际用途。

目录 前言 (4) 一 . 课程设计目的 (5) 二 . 课程设计题目与容 (5) 三 . 系统设计方案 (7) 四 . 电路工作原理 (8) 五 . 单元电路设计参数计算及元器件选择 (11) 六 . 完整电路图 (16) 七 .需要的元器件清单: (17) 八 . 总结与体会 (18) 九 . 参考文献 (20)

数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践性教学环节,是对学生学习数字电子技术的综合性训练,这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、安装和调试来完成的,训练学生综合运用学过的数字电子技术的基本知识,独立设计比较复杂的数字电路的能力。 通过数字电路课程设计使学生做到: 1、综合运用电子设计课程中所学到的理论知识,独立完成一个设计课题。 2、通过查阅手册和文献资料,培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 3、了解常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用的原则。 4、学会电子电路的安装与调试技能,掌握电子电路的测试方法。掌握常用电子仪器的使用方法。 5、学会撰写课程设计总结报告。

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