1、 1 数字电路数字电路课程设计说书课程设计说书 课题名称课题名称 数字抢答器的设计数字抢答器的设计 姓姓 名名 学学 号号 姓姓 名名 学学 号号 学院学院 专专 业业 20102010 年年 06 06 月月 1111 日日 2 数字抢答器的设计数字抢答器的设计 一、抢答器设计要求一、抢答器设计要求 1五人参赛每人一个按钮，主持人一个按钮， 按下就开始； 2每人一个发光二极管，抢中者灯亮； 3有人抢答时，喇叭响两秒钟； 4答题时限为 10 秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0、9、 81、0；倒计时到 0 的时候，喇叭发出两秒声响。其他要求见本 学期实验指导书：实验十六 二、设计思路二
2、、设计思路 开始设计电路时我和组员有以下两个设计思路： 1.运用编码器来实现五个抢答者信号输入， 并在输出端空设置 LED 检 测电路。亮时则表示有对应编号的强打着按下按钮，主持人控制 编码器的清零信号输入，并加入反馈电路对输出进行检测，通过 脉冲端口输入或其他时能断你芯片进行锁存或者是开断。在后续 时间控制当中，我们一编码的输出信号为主启动后面设计好的计 数电路，并控制喇叭响的时间。 2.运用锁存器直接把输入信号转化为对应编码的按钮， 有犯规电路来 实现信号的锁存，有主持人来实现清零。后续的显示采用计数电 路，并用 555 定时器来设计电路的脉冲输入。 然而在实际的电路设计中我们结合以上两电
3、路各自的优点。 3 三、三、实验设计及原理实验设计及原理 总体方案设计总体方案设计 1）这次设计中将使用 74174 锁存器实现触发或锁存功能。在得到第 一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无 效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令 之后才有效，否则输入无效。 2）当电路形成第一抢答信号之后用发光二极管直接指示出编号。采 用 74160 十位计数器进行计时，还可以用鉴别出的第一抢答信号 控制一个具有两种工作频率交替变化的音频振荡器工作，使其推 动扬声器发出 2s 嘟嘟声， 表示抢答开始；同时用 74160 计数产生 十秒的倒计时 3）用 555 定时器才生时
4、钟脉冲 总电路框图总电路框图： 4 各模块设计方案及原理说明各模块设计方案及原理说明 1）抢答电路 此部分电路主要完成的功能是实现5路选手抢答并进行锁存， 同 时有相应发光二极管点亮。 利用74LS174锁存器， 将输出结果输入5个D触发器进行信号保 持， 同时利用的返回值控制芯片的脉冲输入， 由于74174是下调沿有 效，即只要有一组选手先按下抢答器，就会将编码器锁定，不再对其 他组进行编码。主持人控制清零复位端.另外有函数器产生测试脉冲 原理图如下：原理图如下： 函数发生器的信号参数为函数发生器的信号参数为： 5 2）555 定时器 原理图如下：原理图如下： 测得波形输出为：测得波形输出为
5、： 3）抢答的计时电路 此部分电路主要完成的功能是在选手按下抢答器后发出“嘀-嘟”的双音 音响并持续 2s。 6 选手按下抢答器后会使 74160 计数器进行计数。可以使用倒计时电路中的 555定时电路产生的秒振荡频率来控制计时，使发声时间保持 2s。其 中在后续启动中为了简化电路我们直接使用了函数发生器， 是设计变 的简化！同时这个 2s 嘟嘟声同时受到信号源的控制。 由于 74160 的同步计时，侧使得倒计时显示和提醒声音同步响应 原理图如下：原理图如下： 函函数器产生数器产生脉冲为脉冲为： 7 4）倒计时电路 有两个 74174 进行 50 分频， 一个倒计时计数实现有 0-9 之间循环 四、四、实验结果及分析实验结果及分析 在完成各个部分的实验设计仿真后，就需要将各部分连接起来 由于都是由抢答信号控制，所以只需要将抢答信号输出， 作为其他电 路的控制源。具体的过程是将显示， 输出比较结果的高低电平来启动 犯规电路、抢答发声电路。同时，主持人有的开关，分别控制组别的 清零。最后一级是语音信号的放大输出。 五、设五、设计的不足计的不足 对数字抢答器的设计，仅仅只停在简单的要求上不能很 好的复合要求。在 555 定时器进行脉冲设计时理论值与仿真 8 有差距。使得倒计时秒表不准确。同时对系统的原件相互联 系在一起时性能的设计不是很好。对倒计时设计过于复杂。
