1、竞赛抢答器 目 录 课程设计（论文）任务书.I 课程设计（论文）成绩评定表III 中文摘要.IV 1 设计任务描述 1 1.1 设计题目：竞赛抢答器 1 1.2 设计要求 1 1.2.1 设计目的 . 1 1.2.2 基本要求 . 1 1.2.3 发挥部分 . 1 2 设计思路 . 2 3 设计方框图 . 3 4 各部分电路设计及参数计算 . 4 4.1 抢答屏蔽电路 . 4 4.2 编码、译码、显示电路 . 5 4.3 多谐振荡电路 . 6 4.4 计数译码显示电路 . 7 4.5 报警电路 . 8 5 工作过程分析 . 9 6 元器件清单 . 10 7 主要元器件介绍 . 11 7.1 7
2、4LS192 十进制可逆计数器 . 11 7.2 74160 同步十进制计数器 . 12 7.3 555 定时器 . 12 7.3.1 555 定时器的组成和功能 12 7.3.2 555 定时器的引脚图及引脚功能 13 7.4 74LS48 共阴极七段译码器 . 14 7.5 74LS147 十线四线优先编码器 . 16 小 结 . 17 致 谢 . 18 参考文献 . 19 附 录 A1 逻辑电路图 . 20 附 录 A2 实际接线图 . 20 竞赛抢答器 - 1 - 1 设计任务描述 1.1 设计题目：设计题目：竞赛抢答器竞赛抢答器 1.2 设计要求设计要求 1.2.1 设计目的设计目的
3、 (1) 掌握抢答器的构成、原理与设计方法； (2) 熟悉集成电路的使用方法。 1.2.2 基本要求基本要求 (1)要求实现四组抢答一组抢答后，其余三组抢答无效； (2)本组抢答后，各组独立的灯光显示。 1.2.3 发挥部分发挥部分 (1)抢答定时电路； (2)抢答音响发声； (3)裁判桌上公共组别显示。 沈阳工程学院课程设计（论文） - 2 - 2 设计思路 基本电路： 设计一个四路竞赛抢答器基本要求需要有屏蔽功能，还要有各组独立的灯光显示。基 本要求满足后，需要进行发挥，设计一个定时电路，当有人抢答时，定时电路开始计时, 运用减法计数器来实现。并且增添裁判桌上的公共组别显示，用 LED 数
4、码管实现。 触控电路： 各组抢答的过程可以用触发器，因为抢答是一个瞬态过程，可以用常开开关的瞬态过 程来控制触发器的 CP，再加上门电路的控制返回来控制实现屏蔽，使其他人抢答无效。 显示电路: 各组独立的灯光显示，当最先抢答的一组触发触发器的脉冲，通过适当的门电路是发 光二极管发光，从而可通过灯光判别最先抢答的组别，由于屏蔽作用使得其他组别抢答无 效，因此其他组别的灯光也不能显示。 公共组别显示： 裁判桌上的公共组别显示，由于有四组进行抢答，所以用 LED 数码管更直观更简洁。 要显示十进制数，需要对触发器的输出进行编码译码，因此要用到编码器和译码器，最后 要运用七段显示器直观的显示结果。 定
5、时电路： 定时电路的设计，当有人抢答时，需要对答题时间进行限定，若在限定的时间内没有 答完则发声电路控制发出声响，代表抢答超时，答题无效，裁判清零，进行下一轮的抢答。 对于定时电路，需要设定计数频率和计数时间，时间长短可通过计数器的置数端实现，频 率则需要对其脉冲进行分频。具体要通过一个多谐振荡器产生脉冲，由于其产生的脉冲频 率较高，不适合抢答计时，所以要进行分频。因为通常情况下，一个几进制计数器就相当 于一个几分频器，所以同样可以用计数器来实现分频功能，选用适当器件使最终脉冲频率 为 1HZ，达到最佳计时效果。 设置抢答定时电路时，经分频后的脉冲加在可逆计数器的脉冲端，两个计数器并行连 接预
6、置 20 秒，经译码显示器和显示器进行减法运算，至 0 时答题结束，裁判清零，完成 一个完整抢答过程。 竞赛抢答器 - 3 - 3 设计方框图 沈阳工程学院课程设计（论文） - 4 - 4 各部分电路设计及参数计算 4.1 抢答屏蔽电路抢答屏蔽电路 U5 SR 1 2 3 5 I/O1 3 U2 SR 1 2 3 5 I/O1 3 U3 SR 1 2 3 5 I/O1 3 U4 SR 1 2 3 5 I/O1 3 U1 OR4 U6A 74LS04D 10 14 13 12 11 3 1 2 4 0 5 6 7 8 9 16 17 18 0 23VCC 5V VCC 图示电路由四个同步 RS 触发器和或门、非门构成控制回路，S1S4 是常开的控制开 关。没有人抢答时，开关 S1S4 处于断开状态，同步 SR 触发器的 CP 端通过下拉电阻接 地，始终处于低电平状态，此时由于没有脉冲，所以输出Q=0。触发器的 S
