1、 1 物理与电子信息学院物理与电子信息学院 数字电路数字电路课程设计课程设计报告书报告书 2 论 文 题 目 八路智力竞赛抢答器设计 课 程 论 文 要 求 1.基本功能基本功能 设计一个智力竞赛抢答器，可同时供 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。 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）和抢答开 始。 抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存， 并在 LED 数码管上显示选手的编号，
2、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。 2.扩展功能扩展功能 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， 要求定时器立即计时， 并用显示器显示， 同时扬声器发出短暂的声音， 声响持续时间 0.5S 左右。 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 抢答时刻的时间，并保持到组成人将系统清零为止。 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，禁止选手超时抢答，时间显示器上显示
3、 00。 3 设 计 过 程 1. 设计方案与论证设计方案与论证 1.1 方案一的设计方案一的设计 用单片机以及外围电路组成，由于采用单片机，使得外围电路非常简单，而且功能一般 的抢答器还要多。组成的抢答器具有智能化，性能好，以及可编程控制等优点，但是考虑到 单片机花费成本高以及个人对单片机的知识有限， 假如我们的课程设计用单片机来设计就会 需要我大量的金钱和时间（花在给单片机知识学习与复习上）显得有点“力不从心” ，所以 不采用。 1.2 方案二的设计方案二的设计 利用数字电路来自行设计抢答器。 自行设计的抢答器针对性强， 并且还可以兼顾实用性， 可靠性以及经济成本的合理性。另外我对数字电路
4、技术这门课程中的知识的掌握也比较牢 固、扎实，能够比较熟练地利用所学知识发挥个人的设计思路，在设计中改进，在改进中设 计，针对我们课程设计课题，采用数字电路来自行设计抢答器的方法还可以检查我对我们所 学知识的掌握能力，锻炼我们的动手能力，为以后的毕业设计甚至是在一些项目开发中打下 基础。 1.3 抢答器的组成框图抢答器的组成框图 综上述权衡优劣分析，我选择方案二对抢答器进行设计。抢答器的总体组成框图如图 1 所示。 图 1，抢答器总体框图 4 设 计 过 程 根据对功能要求的简要分析，将抢答器电路分为主体电路和扩展电路两部分组成。主体 电路完成基本的抢答功能，即开始抢答后，当选手按动抢答按钮时
5、，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。 其工作过程是：接通电源时，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，定时显示器上显示设定的时间，当节目主持人宣布抢答题目后， 说一声“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按钮时，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，然后由译码显示电 路显示编号； 扬声器发
6、出短暂声响，提醒节目主持人注意； 控制电路要对输入编码电 路进行封锁，避免其他选手再次进行抢答； 控制电路要使定时器停止工作，时间显示器 上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止。当选手将问题回答完毕时，主持 人操作控制开关，使系统恢复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答。 1.4 单元电路设计单元电路设计 1.4.1 抢答电路设计抢答电路设计 抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按按钮的先后，并锁存优先抢答者的编号， 供译码显示电路用；二是要使其他选手的按按钮操作无效。选用优先编码器 74LS148 和 RS 锁 存 器74LS279可 以 完 成 上 述 功 能 ， 其 电 路 组 成 如 图2所 示 。 5 设 计 过 程 图 2，抢答电路 图 3,74LS48 引脚图 6 设 计 过 程 十进数 或功能 输入 BI/RBO 输出 备注 LT RBI D C B A a b c d e f g 0 H H 0 0 0 0 H 1 1 1 1 1 1 0 1 1 H x 0 0 0 1 H 0 1 1 0 0 0 0 2 H x 0 0 1 0
