1、数字系统设计 - 1 - 数字系统数字系统设计设计 多路智力抢答器多路智力抢答器 数字系统设计 - 2 - 一、一、引言引言 工厂、 学校和电视台等单位经常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是其中的必要设备。 在 我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节， 举办方多数采用让选手通过举答题板的 方法判断选手的答题权， 这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平。 为解 决这个问题， 我们小组以完成数字系统设计课程的机会制作一个低成本但又能满足需要的四 路数显抢答器，并在 Altera 公司开发的平台上验证通过。 二、设计任务二、设计任务 基本功能基本功能 设计一个智力竞赛抢答器，可同时
2、供 8 名选手或 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 So、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，同时蜂鸣器给出音响提示。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。 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
3、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，并用显示器显示，同时蜂鸣器发出声 响。 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，并保持到主持人将系统清零为止。 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，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示 00 数字系统设计 - 3 - 流程图：流程图： 三、具体设计过程三、具体设计过程 ）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键的先后，并锁存优先抢答者的编号，送 给译码显示电路；二是要使其他选手随后的按键
4、操作无效。选用优先编码器 74LS148 和 RS 锁存器 74LS249 可以完成上述功能，其电路组成如图所示。工作原理是：当主持人控制开关 处于“清除”位置时，RS 触发器的R端为低电平，输出端（4Q1Q）全部为低电平。于是 74LS48 的BI=0，显示器灭灯；74LS48 的选通输入端ST=0，74LS48 处于工作状态，此时 锁存电路不工作。当主持人将开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于 工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入命令端 7 I 0 I输入信号。当有选手将键 按下的（如按下 S5） ，74LS147 的输出 2 Y 1 Y 0 Y=010， EX Y=0，经 74LS48 译码后，显示器显 示“5” 。此外，CTR=1,使 74LS148 的ST端为高电平，74LS148 处于禁止工作状态，封锁了 其他按键的输入。当按下的键松开后，74LS148 的 EX Y为高电平，但由于 CTR 维持高电平 不变，所以 74LS148 仍处于禁止工作状
