1、 1 数字电子数字电子系统系统 设设 计计 报报 告告 题目名称：数字式竞赛抢答器 20142014 年年 1212 月月 2 一、一、摘要摘要 数字式竞赛抢答器主要由 74 系列集成电路组成。该抢答器除具有基本的抢答功 能外, 还具有定时、报警和第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复 位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路 显示出抢答者的组别，同时扬声器发出声音持续 23s。此时，电路具备自锁功 能，使别组的抢答开关不起作用。若在规定的时间无人抢答或者提前抢答，系统 中的蜂鸣器发响，并由组别电路显示出犯规组别，提示主持人本轮抢答无效, 以 此实现报警功
2、能。计分电路中，每组在开始时预制成 100 分，抢答后由主持人计 分，答对一次加 10 分，否则减 10 分。 【关键词】 集成；蜂鸣器；锁存 二、二、设计目的设计目的 有许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置一台 抢答器，通过数显、灯光及音响等多种手段指示出第一抢答者。同时，还可以设 置记分、犯规及奖惩记录功能。 (1). 了解抢答器的设计原理 (2). 掌握其外围电路的设计与主要性能参数测试方法 (3). 掌握抢答器的设计方法与电子线路系统的装调技术 三、三、设计要求内容和步骤设计要求内容和步骤 1 1、设计要求设计要求 （1） 、设计一个可容纳六组参赛的数字式抢
3、答器，每组设置一个抢答按钮供抢答 者使用。 （2） 、电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢 答指令后，若参赛者按抢答开关，则该组指示灯亮并用组别显示电路显示出抢答 者的组别，同时扬声器发出声音持续 23s。此时，电路应具备自锁功能，使别 组的抢答开关不起作用。 （3） 、设置计分电路。每组在开始时预制成 100 分，抢答后由主持人计分，答对 一次加 10 分，否则减 10 分。 （4） 、设置犯规电路，对提前抢答和超时抢答的组别鸣喇叭示警，并由组别电路 显示出犯规组别。 （5） 、要求设计出电路，并撰写成果说明书。 2 2、设计步骤设计步骤 1. 拟定定时抢答器的组
4、成框图。 2. 设计并安装各单元电路（要求设计布线整齐，美观，便于级联调试） 。 3 3. 测试定时抢答器的逻辑功能，以满足设计功能的要求。 4. 画出定时抢答器的逻辑电路。 5. 写出设计性实验报告。 四、四、电路的基本功能要求及原理方框图电路的基本功能要求及原理方框图 1 1、基本功能要求基本功能要求 （1） ：设计一个智力抢答器抢答器，能同时供 6 名选手或 6 个代表队比赛，他们 的编号分别是 1，2，3，4，5，6 各用一个按纽，按纽编号与选手的编号相对应， 分别用 6 个按钮 S1-S6 表示。 （2）: 给主持人设置一个系统清除和抢答开始的控制开关 S。 （3） ：抢答器具有锁存
5、与显示功能。即抢答开始后，若选手按动按钮，锁存器立 即锁存相应的选手编号，并在 LED 数码管上显示选手的编号（1-6） ，同时扬声器 发出声响提示。选手抢答实行优先锁存，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除为止。 （4） ：抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间为 30 秒，当主持人启动“ 开始“键后，定时器立刻倒计时，若 30 秒时间内有选手抢答，则显示器显示倒计 时时间，并显示，保持到主持人将系统清除为止。 （5） ：参赛选手在设定的时间内进行抢答有效，超过时间抢答无效，定时器停止 工作，定时显示器显示 00。 （6） ：计分电路，与抢答电路相互独立，每组在
6、开始时预置成 100 分，答对一次 加 10 分，否则减 10 分，由主持人计分。 2 2、原理框图原理框图 4 原理框图 工作原理：接通电源后，主持人将开关拨到“清零“状态，抢答器处于禁止状态， 编号显示器灭灯，定时器显示 00；主持人将开关闭合即“开始”状态，宣布“开 始“抢答器工作。定时器计时，选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判 断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二 次抢答、定时器显示时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除“和“开始“ 状态开关。 五、五、 抢答器电路抢答器电路 当电路接上电源后，整个电路都处于工作状态当主持人开关打开时，电路处于 清零状态此时，各个触发器的 Q 非端输出都为，假设芯片编码器 74LS148 处于工作状态，此时，输入的都是高电平，而两输出使能端 EO 和 GS 的输出状态 分别为 0 和，GS 端与个 JK 触发器的 JK 端相连，即各输入端均为 1，所以只要 当 R 端为无效电平“1”时，同时有效脉冲边沿过来时触发器就能翻转。当主持 人闭合开关，宣布可以抢答后，主线
