数电课程设计报告--八路数字抢答器

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1、 数字电路课程设计 数字抢答器 设设 计计 报报 告告 姓姓 名：名： 学学 号：号： 专专 业：业： 指导教师：指导教师： 2014 年 12 月 18 日 八路数字抢答器 1 八路数字抢答器八路数字抢答器 一、 设计目的及任务 2 1设计的目的 . 2 2.设计的任务及要求 . 2 （1）基本功能 . 2 （2）扩展功能 . 2 二、 电路设计总方案及原理框图. 2 1. 设计思路 . 2 2总电路框图 . 3 三、单元电路工作原理 . 3 1显示电路 . 3 （1）RS 触发器：. 4 （2）74LS148 优先编码器： 5 2. 秒脉冲发生器电路 6 3报警电路 . 8 四、电路仿真

2、. 9 五、实验结果 . 9 六、结论 10 七、附录 11 1.总电路图 . 11 八、参考文献 . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 八路数字抢答器 2 一、设计目的及任务 1设计的目的 通过八路数字抢答器的设计实验， 要求大家回顾所学数字电子技术的基础理 论和基础实验，掌握组合电路、时序电路、编程器件和任意集成电路的综合使用 及设计方法，熟悉掌握优先编码器、触发器、计数器、单脉冲触发器、555 电路、 译码/驱动电路的应用方法，熟悉掌握时序电路的设计方法。达到数字实验课程 大纲所要求掌握的基本内容。 2.设计的任务及要求 （1）基本功能 设计一个智力竞赛抢答器，可同时供 8 名选手

3、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。 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。 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主持人将系统清零为止。 （2）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设定（如 30 秒） 。当节目支持人启动“开始”键后，要求定

4、时器立即减计时，并用显示器显 示。 参加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。 二、电路设计总方案及原理框图 1. 设计思路 （1）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。 八路数字抢答器

5、 3 （2）当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及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。 （3）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。 2总电路框图 电路总体框图如图 1 所示： 图 1 总电路框图 三、单元电路工作原理 1显示电路 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， 同时有相应发 光二极管点亮和数码显示。

6、 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 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 1，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。 八路数字抢答器 4 当