1、 数字抢答器电路设计 一、 设计题目 八路智力竞赛抢答器 二 、 课程设计目的 1、培养数字电路的设计能力。 2、掌握抢答器电脑设计方法。 三 、设计内容和要求 3.1 设计内容 设计一个 智力竞赛抢答器 ，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 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8，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。 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。 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
2、号立即锁存，并在 LED 数码管上显示出选手的编号，同时蜂鸣器给出音响提示。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。 4.用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告 3.2 设计要求 抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定 (如30s)。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器 显示，同时蜂鸣器发出声响。 参赛选手在设定的时间内抢答，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
3、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，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示 00。 四 、 设计总体框 1 如图 （一） 所示为 八路智力竞赛抢答器的 总体方框图。其工作原理 如下： 抢答器系统原理框图如上所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输 入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时抢答的功能 五 、单元电路设计方案和原理说明 抢答器电路设计 其原理说明： (1)、抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编
4、号，供译码显示译码电路用；二是要使其它选手按键操作无效。 (2)、选用优先编码器 74LS148、 RS 锁存器、译码器 7448 组成抢答电路 (3)、抢答电路工作原理：当控制开关置于“清除”位置时， RS 触发器的 R 端为低电平，输出 Q4 Q1 全为低电平。此时 7448 的 BI=0， 显示器灭灯； 74LS148 选通输入 ST=0,74LS148 处于工作状态，而锁存电路不工作。当控制开关置于“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，当有选手按键抢答时，如 5号选手优先按 5 号键，则 74LS148 输出 Y2Y1Y0=010， YEX=0，经 RS 锁存后， Q1=1，BI=1， 7448 工作， Q4Q3Q2=101，经 7448 驱动译码后，显示器显示数字 5。 Q1=1 使74LS148 为高电平。即 74LS148 禁止工作，封锁其它按键输入，当按下的按键松开后， 74LS148 的 YEX 为高电平，但由于 Q1 输出仍为高电平不变，所以 74LS148 仍 处
