数字电路课程设计—四路抢答器

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1、 数字逻辑课程设计报告 数字抢答器 学 院 名 称学 院 名 称 ： 通信与信息工程工程学院 学 生 姓 名学 生 姓 名 ： 专 业 名 称专 业 名 称 ： 信息工程 班班 级级 ： 信息工程 实 习 时 间实 习 时 间 ： 2012 年 6 月 18 日 2012 年 6 月 29 日 课程设计报告课程设计报告 一一课程设计题目：课程设计题目： 四路数字抢答器 二二任务和要求：任务和要求： 设计一个数字式抢答器，具体要求如下： 1要求至少控制四人抢答，允许抢答时间为 10 秒，输入抢答信 号实在“抢 答开始”命令后的规定时间内，显示抢先抢答者的序 号，绿灯亮。 2在“抢答开始”命令前抢

2、答者，显示违规抢答者的序号；红 灯亮。 3选做：在“抢答开始”命令发出后，超过规定的时间无人抢 答，显示无 用字符（可自行确定） 。 4选做：不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。 三三总体方案的选择总体方案的选择 方案一： 其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨接地，抢答器处 于禁止状态，组号显示器显示“0”，定时器显示时间(0 秒)；若有队 员在此时抢答， 则表示犯规， 违规报警电路的红灯亮， 并显示其组号； 由于锁存电路的原因， 只记录下第一组的组号。 在主持人读完题目后， 将开关接上电源，宣布“开始“抢答，定时器开始计时，选手在 10 秒 内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存

3、、 编号显示、绿灯提示。 当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示经过的时 间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清零”和“开始”状态开 关。 方案二： 脉冲 电路 计 时 电 路 译 码 电 路 译 码 显 示 控制 电路 主 持 人 开 关 违规报 警电路 译码显示 译码电路 锁存电路 优先编 码电路 抢答 按钮 方案二与方案一的原理大致相同，区别在于方案二是“先锁后 编” ，后者是“先编后锁” ：方案一的实现要用 148 优先编码器 ，实 际中其 7 IN 管脚的控制却比较复杂，还要设法控制 75 的使能端；方 案二则直接将抢答信号作为 75 锁存器的输入信号，再使用或非门来

4、 实现编码，且其只受锁存电路的控制，所以只需控制好 75 的使能端 即可。 故采用方案二。 四四单元电路的设计单元电路的设计 1.脉冲电路：脉冲电路： 由 555 电路提供 CP 脉冲信号 脉冲 电路 计 时 电 路 译 码 电 路 译 码 显 示 控制 电路 主 持 人 开 关 违规报 警电路 译码显示 译码电路 选手号转换 电路 锁存电 路 抢答 按钮 2.2.抢答锁存电路：抢答锁存电路： 在这一部分，最主要的是锁存电路， 锁存电路主要由 7475 来 实现，当 74LS75 的 4，13 号管角的信号为“0”时，它将保持 原来的状态： 74LS75 真值表：真值表： D C Q 1 1

5、1 0 1 0 X 0 Qn 74LS75 的管脚图为：的管脚图为： 7475 14131211109 1234567 15 V cc G N D D0Q0D1Q3 Q1Q0E0-1Q2Q2 8 16 Q1Q3 E2-3D2D3 输 入输 出 ED L H H H L X QQ HL LH 7475功 能 表 保 持 当有一组队员按下开关后（高电平有效），Q1,Q2,Q3,Q4中有一 个信号 为 1，则它们四个通过与非门后的信号为 1，在通过非门后， 它变为 0， 接入 G12,G34,7475 实现锁存功能，保持状态不变。 当那个队员抢上后，要显示他的组号，必须把次信号转换为二进 制代码。其

6、关系为： Q1 Q2 Q3 Q4 A B C D 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 由上真值表知： A=Q1+Q3； B=Q2+Q3； C=Q4； D=0； 综上可得到抢答锁存电路的电路图如下： 3.计时电路：计时电路： 此电路采用摸 10 的倒计时电路，用一片 74LS161 来实现。有 效状态为 01101111，经过 7404 反相器后，为 1001 0000，即从 9 到 0。其中置入端为主持人开关，选择“1”表示计时开始，选择“0” 即为新一轮之前的“清零”；用 CO 进位输出端的非控制 ENP，表示 直到倒计时结束，也没人抢答，即计数为 0 且保持不变，CO=0；用 7475 锁存的 Q1,Q2,Q3,Q4 相或再取非控制 ENT，表示正常有人抢答 时计时停止。 161 的管脚图为： 故计时电路如下所示: 4.4. 违规报警电路违规报警电路: 此电路是当在主持人没有