1、 物理实验报告册物理实验报告册 实验课程 数字电子线路课程设计 系 别：物理与电子信息科学系 2011 级 电工（信）1（2）班 姓名 学号 2013 年 6 月 8 日 1 题目：题目：数字抢答器 作作 者者: : 指导老师指导老师: : 方案设计方案设计 （30 分） 实验实验操作操作 (40 分) 实验报告实验报告 （30 分） 总分总分 科学性 (10 分) 规范性 (10 分) 创新性 (10 分) 实验能力 (36 分) 仪器设备 （4 分） 实验报告 （30 分） 注：注：90 分以上为优，8089 为良，7079 为中，60-69 为及格，60 分以下为不及格 评语评语: :
2、等级等级: : 设计设计要求要求 1 1、基本基本部分部分 设计一个智力竞赛抢答器，可同时供 8 名选手或者 8 名代表参加比赛。 给主持设置一个开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答器 的开始。 抢答器具有数据锁存和显示的功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编 号立即锁存，并在 LED 数码管上显示出选手的编号。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 2、发挥部分发挥部分 抢答器具有定时抢答的功能， 且一次抢答的时间可以有主持人设定，（如 30S） 。 当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显
3、示，同 时扬声器发出短暂的声响，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，显示器上显示的 选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 2 一、一、方案方案设计设计 1 1、抢答电路抢答电路的设计的设计 设计电路如图 1 所示。电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS279 来 完成。该电路主要完成两个功能：一是分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答 者的编号，同时译码显示电路显示编号（显示电路采用七段数字数码显示管） ； 二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。工作过程：开关 S 置于“清除“端时， RS 触发器的 R、S
4、端均为 0，4 个触发器输出置 0，使 74LS148 的优先编码工作 标志端0，使之处于工作状态。当开关 S 置于“开始“时，抢答器处于等待工作 状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下 S5） ，74LS148 的输出经 RS 锁存后， CTR=1,RBO=1,七段显示电路 74LS48 处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为 “5” 。此外，CTR，使 74LS148 优先编码工作标志端，处于禁止状态， 封锁其他按键的输入。 当按键松开即按下时， 74LS148 的 此时由于仍为 CTR， 使优先编码工作标志端，所以 74LS148 仍处于禁止状态，确保不会出二次按 键时输入信号
5、，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将 S 开关重新 置“清除”然后再进行下一轮抢答。74LS148 为 8 线3 线优先编码器。 图 1 抢答电路图 抢答电路采用的方案所需要的元件清单如表 1 所示： 表 1:抢答电路元件清单: 元件名称 型号规格 数量(个) 电 阻 10 K 9 数码管 共阴 1 芯 片 74LS148 1 74LS279 1 74LS48 1 开 关 9 发光二极管 1 3 2 2、倒计时电路的设计倒计时电路的设计 该部分主要由 555 定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器 74LS192 减法计数电路、74LS48 译码电路和 2 个 7 段数码管即相
6、关电路组成。具体电路 如图 2 所示。两块 74LS192 实现减法计数，通过译码电路 74LS48 显示到数码管 上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74192 的预置数控制端实现预置数，由节 目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计 数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。按键弹起后，计数器开始 减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管 DPY_7-SEG 上，当有人 抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到 时，输出低电平到时序控制电路，同时以后选手抢答无效。 图 2 倒计时电路图 倒计时电路采用的方案所需要的元件清单如表 2 所示： 表 2:倒计时电路元件清单: 元件名称 型号规格 数量(个) 芯片 555 1 74LS04 1 74LS192 2 74LS247 2 74LS11 1 电容 0.1uF 1 10uF 1 电阻 68
