数字式竞赛抢答器.docx

电子技术综合设计
课题: 数字式竞赛抢答器
电子技术综合设计
数电课程设计
一、课题名称:数字式竞赛抢答器
二、设计任务与要求
(1)设计一个可容纳8组参赛的数字式抢答器,每组设一个按钮,供抢答使用。
(2)抢答器具有第一信号鉴别和锁存功能,使除第一抢答者外的按钮不起作用。
(3)设置一个主持人“复位”按钮。
(4)主持人复位后,开始抢答,第一信号鉴别锁存电路得到信号后,由指示灯显示抢答组的编号,同时扬声器发出2~3秒的音响。
三、设计原理
显示
电路
译码
电路
锁存器
优先编
码电路
抢答按钮
主电路
报警电路
控制电路
主持人
控制开关
图1 抢答器总体框图
定时抢答器的总体框图如图1所示,它由主体电路和扩展电路两部分构成,主体电路完成基本的抢答功能,即开始抢答后,当选手按
动抢答键时,能显示选手的编号,同时能封锁输入电路,禁止其他选手抢答。扩展电路完成各选手的得分显示功能。
定时抢答器的工作过程是:接通电源时,主持人将开关置于“清除”位置,抢答器处于禁止工作状态,编号显示器灭灯;抢答开始时,主持人将控制开关拨到“开始”位置,扬声器给出声响提示,抢答器处于工作状态,这时,抢答器完成以下工作:(1)优先编码器电路立即分辨出抢答者编号,并由锁存器进行锁存,然后由译码显示电路显示编号;(2)扬声器发出短暂声响,提醒主持人注意;(3)控制电路要对输入编码电路进行封锁,避免其他选手再次进行抢答;
单元电路设计:
(1)抢答电路
抢答电路包括抢答按钮、优先编码电路、锁存器、译码显示电路。抢答电路的功能有两个:一是能分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,供译码显示电路用;二是要使其他选手的按键操作无效。
当选手进行抢答时,优先编码器74LS148中输入低电平,优先编码器74LS148对进行优先选择,选择完毕时GS输出低电平,第四个RS锁存器的GS输出低电平,Q则处于低电平,在控制电路中,Q控制优先编码器74LS148的EI,EI为低电平,则优先编码器74LS148不能进行工作,其余选手则不能进行抢答。
当优先编码器74LS148优先选择完毕后,输出信号给RS锁存器进行锁存,同时RS锁存器输出信号给显示译码器,译码后输给共阴
极数码管,显示选手相应编号。
另外,当8号选手输入时,RS锁存器输出0 0 0,在数码管显示数字8;而显示译码器输入1 0 0 0时,才能在数码管输出8。所以,在RS锁存器后连接一个三输入一输出或非门,当输出0 0 0时,通过或非门输出1,或非门接入显示译码器的D端,同时A、B、C输入的为0,此时当8号抢答时,数码管显示8; (2)控制电路
控制电路主要完成以下功能:主持人将控制开关拨到“开始”位置时,控制扬声器发声,使抢答电路进入正常抢答工作状态;当参赛选手按动抢答键时,让扬声器发声,并使抢答电路停止工作。
主持人开关一段连接低电平,另一端连接高电平和RS锁存器的所有的R’段。
在第四个RS锁存器中S’端接入优先编码器74LS148的GS端,输出端Q端接优先编码器74LS148的使能端EI、报警电路、显示译码器74LS48的使能端RBI和显示灯。
主持人开关打开时,整个电路处于工作状态,选手抢答,抢答完毕后,主持人恢复,让开关进行“关——开”的过程中,整个电路被恢复,第二次抢答进行。
(3)报警电路
可以用555构成的多谐振荡器推动扬声器发声,当有选手抢答时,在有高电平输出,同时输给555定时器时,有报警。
四、使用器件及仪器
优先编码器:74LS148;RS锁存器:74LS279;显示译码器:74LS48;555定时器:NE555;发光二极管;共阴极数码显示器;输入一输出与非门:74LS27;扬声器(由发光二极管代替);开关;电阻:8个10KΩ, 7个1KΩ,1个500KΩ;电容:1uf和50nf各一个;导线若干。
+5直流电源、万用表。
五、设计内容与步骤
(1)在Multisim 工具软件中设计电路并进行仿真,仿真结果正确则进入下一步骤;
(2)安装调试各单元电路;
(3)测试定时抢答器的逻辑功能,以满足设计功能要求;
(4)画出定时抢答器的系统逻辑电路图;
(5)写出设计性实验报告。
六、主要芯片介绍
1、优先编码器 74LS148
74LS148引脚图 74LS148管脚徒
输入
输出
EI
I0
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
A2
A1
A0
GS
EO
1
x
x
x
x
x
x
x
x
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
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1
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1
1
1
0
0
x
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