数电实训报告——五路抢答器.docx

报告编号:
多展叶石**皖逐/吃
《数字电子技术基础》
综合课程设计报告
五路数字抢答器
学生姓名：章杨敏隹晨晨
指导教师： 曹喜珠
所在系：电子工程系
所学专业： 电子信息工程
年 级：2011级电子二班
2013年6月14日
目录
一、实验目的 1
二、设计要求与内容 1
三、设计及原理 2
总体方案设计 2
设计思路 2
各模块设计方案及原理说明 3
抢答电路 3
倒计时电路 6
报警电路 8
四、电路仿真 8
抢答电路 8
倒计时电路 9
报警电路 10
五、实验结果及分析 10
六、收获、体会和建议 11
总电路图 12
元件引脚图 13
元器件清单 15
五路数字抢答器
摘要
抢答器作为一种工具， 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 Multisim11 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。
关键词 : 电子设计自动化 数字电子技 抢答器 仿真
、实验目的
通过五路数字抢答器的设计实验， 要求学生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。
、设计要求与内容
在许多比赛活动中，为了准确、公正、直观地判断出第一抢答者，通常设置
一台抢答器，通过数显、灯光或音响等多种手段指示出第一抢答者。
1)可供5名选手或者团队比赛，选用 S0~S4五个按钮表示。
2)设置一个系统清除和抢答开关 S,并由主持人控制。
抢答器具有锁存与显示功能，即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发
出响声提示，并在数码管上显示选手号码。
选手抢答实行优先锁存， 优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除
为止。
抢答器具有定时抢答功能，即主持人根据题目的难易程度可设置抢答时间
(如 10秒) 。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时。参赛选手在
设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的
编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。
如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时
显示器上显 示 00。
三、设计及原理
总体方案设计
设计思路
题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。
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10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。、
总电路框图
图3-1总电路框图
各模块设计方案及原理说明
抢答电路
此部分电路主要完成的功能是实现 5 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。
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=10脩译码显示为“5”。此外，CTR = 1,使74LS148优先编码工作标志端=1 ,处于禁止状态，封锁其他按键的输入。 当按键松开即按下时，