八路抢答器课程设计报告

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1、 1 目录目录 一、 摘要1 二、 设计目的1 三、 设计任务及要求1 1. 设计要求1 2. 设计任务2 四、 八路抢答器电路的设计及原理2 1. 设计思路2 2. 总电路框图3 3. 各模块设计方案及原理说明3 3.1 抢答电路3 3.2 30秒倒计时电路10 3.3 报警电路17 五、 抢答器的总电路23 六、 设计心得24 附录 附录 1 元件明细表26 附录 2 元件报价表27 参考文献28 完整电路示图29 2 8 路抢答器 一、 摘要 进入 21 世纪越来越来多的电子产品出现在人们的日常生活中。例如企业、 学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答记分器是必要设备。抢答器作为

2、一种工具，已经广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。本设计以八路智力竞赛抢 答器为基本概念，从实际应用出发,利用电子设计自动化( EDA)技术,用数字、模 拟电子器件设计具有扩充功能的抢答器。该抢答器的设计利用 Multisim10 完成 了原理图设计和电路仿真，具有数字显示、倒计时显示、编码译码功能，应用效 果良好。 二、 设计目的 本电子设计，主要为了实现以下目的： 1. 增强对数字电子技术的了解与掌握； 2. 学习相关软件的使用方法； 3. 熟悉优先编码器、触发器、计数器、译码电路等的应用方法； 4. 熟悉时序电路的设计方法； 5. 具备简单电路的设计能力。 三、 设计的任务及要求 1. 设

3、计一抢答器，设计要求如下： 1) 设计一个智力竞赛抢答器，可同时供 8 名选手或 8 个代表队参赛， 他们的选号分别是 0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号 对应分别是 S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。 2) 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）和抢答器的开始。 3) 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，其对应的灯被 3 点亮。 4) 数字抢答器定时为 30s，通过控制键启动抢答器后，要求 30s 定 时器开始工作，发光二极管点亮。

4、5) 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。 2. 要求完成的任务： 1) 计算参数，安装、调试电路； 2) 对每个子电路进行解释说明； 3) 画出完整的电路图，写出设计总结报告。 四、 抢答器电路的设计及原理 1. 设计思路 本题的根本任务是准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。 实现这一功 能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封 锁，即使其他组的抢答信号无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人 发出抢答命令之后才有效。 当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及

5、数码显示电路显示出抢答 者的组别，也可以用发光二极管直接指示出组别。 在主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；当主持人 按下开始抢答按钮后，开始进行 30 秒倒计时，此时，若有组别抢答，显示该组 别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答” ；当计时时间到，仍无组别抢答，则计 时指示灯灭表示“时间已到” ，主持人清零后开始新一轮抢答。 4 2. 总电路框图 图 1 总电路框图 3. 各模块设计方案及原理说明 3.1 抢答电路 此部分电路主要完成的功能是实现 8 路选手抢答并进行锁存。 使用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 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 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