1、 数字电子技术课程设计报告数字电子技术课程设计报告 多路数字式竞赛抢答器的设计与制作多路数字式竞赛抢答器的设计与制作 - 1 - 1、设计目的、设计目的 . - 2 - 2、设计任务及内容要求、设计任务及内容要求 - 2 - 2.1 设计要求 .- 2 - 2.2 实现功能 .- 3 - 3.系统总体设计及参数计算系统总体设计及参数计算 - 4 - 3.1 系统的总体框图.- 4 - 3.2 系统工作原理 - 5 - 3.3 系统各部分模块设计 - 5 - 3.3.1抢答器的主体电路设计 . - 5 - 3.3.2定时电路设计 - 7 - 3.3.3报警电路的设计 - 10 - 4、完整的模拟
2、仿真电路、完整的模拟仿真电路图图 . - 11 - 5、设计总结与体会、设计总结与体会 - 11 - 6、参考文献、参考文献 . - 12 - - 2 - 1、设计目的设计目的 在电视和学校中我们会经常看到一些智力抢答的节目， 如果要是 让抢答者用举手等方法，主持人很容易误判，会造成抢答的不公平， 比赛中为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，所设计的抢答器 通常由数码显示、灯光、音响等多种手段指示出第一抢答者。为了使 这种不公平不发生，只有靠电子产品的高准确性来保障抢答的公平 性。 在数字电路设计的过程中具体的目的如下： （1）掌握集成编码器、译码驱动器、可逆计数器、RS 锁存器、 单稳态触
3、发器及其门电路的工作原理与使用方法； （2）设计制作一个可供六组参赛的数字式竞赛抢答器，每组设 置一个抢答按钮，要求具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能，具有计 分及计时功能，设置犯规报警电路。 2、设计任务及内容要求设计任务及内容要求 2.1 设计要求设计要求 1）六组参赛者在进行抢答时（用 6组 LED 代表） ，当抢先者按下面 前的按钮时，抢答器能准确地判断出抢先者，并以声、光为标志。要 求声响、光亮时间为 9 秒后自动熄灭。 2）抢答器应具有互锁功能，某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢 答。 - 3 - 3）抢答器应具有限时（抢答时间、回答问题时间）的功能。限时档 次分别为 30 秒、60
4、 秒、90 秒；时间到时应发出声响。同时，时间数 据要用数码管显示出来。 4）抢答者犯规或违章时，应自动发出警告信号，以提示灯光闪为标 志。 5）系统应具有一个总复位开关 2.2 实现实现功能功能 设计一个抢答器，可同时供 6个选手参加比赛，编号分别是：1、 2、3、4、6、6，各用一个按钮，按钮的编号与选手编号相对应，分 别为 S1、S2、S3、S4、S5、S6。 给节目主持人设置一个控制开关 S0，用来控制系统的清零（选 手编号显示灯灯灭）和抢答的开始。 抢答器具有数据锁存和显示的功能。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 按钮， 编号立即锁存， 选手相应显示灯亮，
5、 同时扬声器给出响应提示。 此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答的选手的编号 一直保持到主持人将系统清零为止。 抢答提示：抢答提示：当主持人按钮弹起时，即抢答开始，扬声器会响应短 暂时间提示选手可以抢答。有选手抢答时， 扬声器也会给出响应提示 提醒主持人注意。当倒计时时间到时，还没有选手抢答，扬声器给出 响应提示，由主持人来关闭响应并倒计时复位。 倒计时功能：倒计时功能：由主持人根据题的难易程度设置抢答时间，当倒计 - 4 - 时到时显示数据“00”并锁存此数据，同时扬声器给出响应提示。 锁存选手抢答的时间并显示的功能： 抢答开始后， 若有选手按动 按钮，倒计时时间停止，同时显示当
6、前选手抢答所剩余的时间，直到 主持人将系统重新复位为止。 本次抢答器的课程设计采用数字电路来实现，它的原理比较简 单，集成块的价格也比较便宜且很容易购买，与我们上学期学完的数 字电子技术课程联系紧密，能将我们所学知识用于实际， 对巩固所学 知识有重要意义。本次设计中用了一些成型电路，如 4D 锁存器、 NE555 标准秒脉冲电路、编码译码显示电路等。 3.系统总体设计及参数计算系统总体设计及参数计算 3.1 系统的总体框图系统的总体框图 图图 1 - 5 - 3.2 系统工作原理系统工作原理 接通电源后，节目主持人将开关置于“清除”位置，抢答器处于禁 止工作状态，编号显示器灭灯，定时显示器显示设定的时间，当节目 主持人宣布“抢答开始”，同时将控制开关拨到“开始”位置，扬声器给 出声响提示，抢答器处于工作状态，定时器倒计时。当定时时间到， 却没有选手抢答时，系统报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢 答。 当选手在定时时间内按动抢答键时， 抢答器要完成以下四项工作： 优先编码电路立即分辨出抢答者的编号，并由锁存器进行锁存， 同时编号对应的提示灯亮； 控制电路要对输入编码电路
