课程设计---四人智力竞赛抢答器设计说明书

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1、 1 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 课程名称课程名称 电子技术课程设计电子技术课程设计 题目题目 四人智力竞赛抢答器设计 2 目 录 一.标题（3） 二.设计任务和要求.（3） 三.选用器材（4） 四.原理电路和程序设计.（4） 五. 电路和程序调试过程与结果（10） 六.总结.（11） 七.参考文献（11） 3 四人智力竞赛抢答器四人智力竞赛抢答器 一一、设计题目设计题目 四人智力竞赛抢答器 二二、设计任务与要求、设计任务与要求 1 1）设计任务）设计任务 设计一台可供 4 名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。 用 数字显示抢答倒计时间，由“9”倒计到“0”时，无人抢答，蜂 鸣器连续

2、响 1 秒。选手抢答时，数码显示选手组号，同时蜂鸣器 响 1 秒，倒计时停止。 2 2）设计要求）设计要求 (1)4 名选手编号为：1，2，3，4。各有一个抢答按钮，按 钮的编号与选手的编号对应，也分别为 1，2，3，4。 (2)给主持人设置一个控制按钮，用来控制系统清零（抢答 显示数码管灭灯）和抢答的开始。 (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，该选手编号立即锁存，并在抢答显示器上显 示该编号，同时扬声器给出音响提示，封锁输入编码电路，禁止 其他选手抢答。 抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为 止。 (4)抢答器具有定时（9 秒）抢答的功能。当主持人

3、按下开 始按钮后，定时器开始倒计时，定时显示器显示倒计时间，若无 人抢答，倒计时结束时，扬声器响，音响持续 1 秒。参赛选手在 4 设定时间（9 秒）内抢答有效，抢答成功，扬声器响，音响持续 2 秒，同时定时器停止倒计时，抢答显示器上显示选手的编号， 定时显示器上显示剩余抢答时间， 并保持到主持人将系统清零为 止。 (5)如果抢答定时已到，却没有选手抢答时，本次抢答无 效。系统扬声器报警（音响持续 2 秒） ，并封锁输入编码电路， 禁止选手超时后抢答，时间显示器显示 0。 (6)可用石英晶体振荡器或者 555 定时器产生频率为 1Hz 的脉冲信号，作为定时计数器的 CP 信号。 三、三、 选用

4、器材选用器材 NET 系列数字电子技术试验系统 1. 直流稳压电源 2. 集成电路 74LS190,74LS48,CD4043,74LS112 及门电路 3. 显示器：LC501111，CL002，发光二极管 4. 拨码开关（8421 码） 5. 阻容元件，电位器 6. 喇叭，开关等 四四、原理电路和程序设计：原理电路和程序设计： （1）方案比较； 5 电路主要由脉冲产生电路、 锁存电路、 编码及译码显示电路、 倒计时电路和音响产生电路组成。当有选手抢答时，首先锁存， 阻止其他选手抢答，然后编码，再经 4 线 7 段译码器将数字显示 在显示器上同时产生音响。主持人宣布开始抢答时，倒计时电路 启

5、动由 9 计到 0，如有选手抢答，倒计时停止。电路系统结构如 图 13： 图 13 四人智智力竞赛抢答器原理图 （2）整体电路： 扬声器 数码显示 脉冲电路 倒计时器 译码器 数码显示 扬声器 锁存器 编码转换电路 译码器 主持人 选手 6 （3）单元电路设计； 1）以锁存器为中心的编码显示电路 抢答信号的判断和锁存可采用触发器或锁存器。若以 四 D 触发器 74LS175 为中心构成编码锁存系统，编码的作用 是把锁存器的输出转化成 8421BCD 码，进而送给 7 段显示译 码器。其真值表 3： 表 3 锁存编码真值表 锁存器输出 编码器输出 Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A 0 0

6、0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 7 1 0 0 0 0 1 0 0 工作原理： 四 D 触发器 74LS175 的输出 Q 非控制显示模块显示组号。 当无人抢答时，4 个 D 触发器的输出 Q 非相与，为“1”时， 脉冲能够进入触发器， 有一人抢答时， 与门中有一个变为 “0” ， 使脉冲不能进入触发器，从而防止其他人抢答。并停止计时。 将与非后的信号用于控制声音模块报警。 2）脉冲产生电路： 8 工作原理：该模块为由 555 定时器构成的多谐振荡器。并 以 74LS160 做 10 分频,产生 10Hz 和 1Hz 的脉冲信号。 3）倒计时显示电路： 该电路可采用十进制同步减计数器 74LS190，主持人宣布开 始时，按下按钮，同时使计数器置数为“9” ，并在脉冲作用下开 始倒计时并在显示器上显示，到零时停止。 9 工作原理