八路搶答器設(shè)計書(共14頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄一、 設(shè)計任務(wù)與要求····························2二、 總體方案設(shè)計與論證···············

2、83;········3三、 部分電路工作原理··························4四、 總體電路設(shè)計············

3、;···················51. 搶答器電路·····························&#

4、183;·····52. 定時電路···································83. 報警電路······

5、3;····························94. 時序控制電路····················

6、··········9五、 實驗器材清單·····························10六、 總電路原理圖·······

7、83;·····················10七、 課程設(shè)計總結(jié)··························

8、3;··11八、 參考文獻(xiàn)··································12一、設(shè)計任務(wù)與要求 1. 搶答器同時供8名選手或8個代表隊比賽，分別用8個按鈕S0S7表示。2. 設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主

9、持人控制。3. 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動按鈕，鎖存相應(yīng)的編號，并在LED數(shù)碼管上顯示，同時揚聲器發(fā)出報警聲響提示。選手搶答實行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4. 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動"開始"鍵后，定時器進(jìn)行減計時，同時揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間0.5秒左右。5. 參賽選手在設(shè)定的時間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。6. 如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并禁止搶答，定時顯示器上顯

10、示00。二、總體方案設(shè)計與論證 如圖所示為總體方框圖。其工作原理為：1.接通電源后，主持人將開關(guān)撥到“清除”狀態(tài)，搶答器處于靜止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器和指示燈滅，等主持人將開關(guān)置“開始”位置后，搶答器處于等候狀態(tài)，此時額可以進(jìn)行搶答。2.搶答器完成，優(yōu)先判斷搶答的組號，并將編號進(jìn)行鎖存，然后通過譯碼器將編號顯示在七段數(shù)碼管上，并且揚聲器提示。3.當(dāng)一輪搶答結(jié)束后，定時器停止、禁止第二次搶答。4.如果再次搶答必須由主持人操作“清除”和“開始”狀態(tài)的開關(guān)，即需要主持人清零。三、部分電路工作原理1.開關(guān)陣列電路 該電路由多路開關(guān)所組成，供搶答著使用，每一搶答者與一個開關(guān)相對應(yīng)（開關(guān)S0S7的代號分別是8、

11、1、2、6、7，即搶答著的組號，便于主持人看到顯示器上的數(shù)字后，能準(zhǔn)確宣布誰是優(yōu)先搶答者）。開關(guān)應(yīng)為常開型，當(dāng)按下開關(guān)時，開關(guān)閉合；當(dāng)松開開關(guān)時，開關(guān)自動彈出斷開。2觸發(fā)鎖存電路當(dāng)某一開關(guān)被按下時，觸發(fā)鎖存的電路被觸發(fā)，在輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)電平信息。同時為了防止其它開關(guān)隨后觸發(fā)而產(chǎn)生紊亂，讓最先產(chǎn)生的輸出電平返回來將觸發(fā)鎖存器的電路鎖定。若有多個開關(guān)同時按下時，則在它們之間存在著隨機競爭的問題，結(jié)果只能是它們中的任一個產(chǎn)生有效輸出，任然達(dá)到了優(yōu)先判斷的效果。3數(shù)碼顯示器數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（ LED ）數(shù)碼管和液晶（ LCD ）數(shù)碼管。本設(shè)計提供的為 LED 數(shù)碼管，如圖4所示。它顯示最先

12、搶答者的相應(yīng)的代號，方便主持人宣布最先搶答者。 LED顯示器四、總體電路設(shè)計1.搶答器電路搶答器電路如圖所示。該電路完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號，同時譯碼顯示電路顯示編號；二是禁止其他選手按鍵操作無效。工作過程：開關(guān)S置于“清除”端時，RS觸發(fā)器的端均為0，5個觸發(fā)器輸出置0，使74LS148的0，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S置于“開始”時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時（如按下S5），74LS148的輸出,經(jīng)RS鎖存后,2Q=1,74LS48處于工作狀態(tài)，5Q4Q3Q=101，且1Q=0，則經(jīng)譯碼顯示為“5”。此外，2Q，使74LS148的，處于禁

13、止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時，74LS148的此時由于仍有2Q，使，所以74LS148仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會出二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將S開關(guān)重新置于“清除”然后再進(jìn)行下一輪搶答。若按下S0，經(jīng)RS鎖存器后，1Q=1，74LS148的輸出,經(jīng)RS鎖存后,2Q=1,74LS48處于工作狀態(tài)，5Q4Q3Q=000，且1Q=1,所以經(jīng)譯碼顯示為“8”。保證搶答者的優(yōu)先性與上述類似。優(yōu)先判決器優(yōu)先判決器主要是由74LS148集成優(yōu)先編碼器等組成。該編碼器有8個信號輸入端，3個二進(jìn)制碼輸出端，選通輸入端，選通輸出端和擴展端。其功能表如表2所示。

14、從功能表中可以看出當(dāng)“0”時，編碼器工作，而當(dāng)“1”時，則不論8個輸入端為何種狀態(tài)，輸出端均為“1”，且端和端為“1”，編碼器處于非工作狀態(tài),這種情況被稱為輸入低電平有效。優(yōu)先編碼器74LS148功能表鎖存器SR鎖存器是該設(shè)計中保證多個開關(guān)先后觸發(fā)而不發(fā)生紊亂的重要部分。用與非門組成的SR鎖存器的特性表 Q11001111010101111001101100010011譯碼器設(shè)計中選用的譯碼器型號是74LS48（共陰），其引腳排列如圖所示，其中、 BCD碼輸入端，、 譯碼輸出端，輸出“1”有效，用來驅(qū)動共陰極LED數(shù)碼管。 測燈輸入端，“0”時，譯碼輸出全為“1”，數(shù)碼管七段同時電亮，以檢查數(shù)

15、碼管各段能否正常發(fā)光。 滅燈輸入端，“0”時，譯碼輸出全為“0”。 作為輸出端使用時，稱滅“0”輸出端，在A=B=C=D=0時，而且 =0時，才會輸出低電平，表示譯碼器把不希望顯示的零熄滅了。熄零輸入端。用來熄滅不希望顯示的零。74LS48的引腳排列圖數(shù)碼顯示器LED數(shù)碼管是目前最常用的數(shù)字顯示器，它分為共陰管和共陽管。在此只對共陰管作介紹，其電路和出線形式的引出腳如圖7所示。一個LED數(shù)碼管可用來顯示一位09十進(jìn)制數(shù)和一個小數(shù)點。小型數(shù)碼管（0.5寸和0.36寸）每段發(fā)光二極管的正向壓降，隨顯示光（通常為紅、綠、黃、橙色）的顏色不同略有差別，通常約為22.5V，每個發(fā)光二極管的點亮電流在51

16、0mA。LED數(shù)碼管要顯示BCD碼所表示的十進(jìn)制數(shù)字就需要有一個專門的譯碼器，該譯碼器不但要完成譯碼功能，還要有相當(dāng)?shù)尿?qū)動能力。 LED數(shù)碼管2.定時電路由節(jié)目主持人根據(jù)搶答題的難易程度，設(shè)定一次搶答的時間，通過預(yù)置時間電路對計數(shù)器進(jìn)行預(yù)置，計數(shù)器的時鐘脈沖由秒脈沖電路提供?？深A(yù)置時間的電路選用十進(jìn)制同步加減計數(shù)器進(jìn)行設(shè)計。 3.報警電路由555定時器和三極管構(gòu)成的報警電路如圖所示。其中555構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩頻率fo143（RI2R2）C，其輸出信號經(jīng)三極管推動揚聲器。PR為控制信號，當(dāng)PR為高電平時，多諧振蕩器工作，反之，電路停振。 4.時序控制電路時序控制電路功能： 主持人將控制開關(guān)撥

17、到“開始”位置時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。 當(dāng)參賽選手按動搶答鍵時，揚聲器發(fā)聲，搶答電路和定時電路停止工作。 當(dāng)設(shè)定的搶答時間到，無人搶答，揚聲器發(fā)聲，同時搶答器和定時電路停止工作。五、實驗器材清單1. 數(shù)字實驗箱2. 集成電路 1片， 1片， 3片， 2片，NE555 2片， 1片， 1片。3. 電阻 510 2只，1K 9只，4.7k l只，5.1k l只，100k l只，10k 1只， 15k 1只， 68k l只.4. 電容 0.1uF 1只，10uf 2只，100uf 1只。 5. 三極管 3DG12 1只。六.總電路原理圖七課程設(shè)計總結(jié)在這周我們學(xué)會了很

18、多。特別是課堂上學(xué)不到東西。在這里我們第一次真正的把學(xué)的東西轉(zhuǎn)變成了電子產(chǎn)品。知道了團隊合精神的重要性，第一次知道了手中的電烙鐵，手中的導(dǎo)線是有生命的。 通過這次設(shè)計，我對數(shù)字電路設(shè)計中的邏輯關(guān)系等有了一定的認(rèn)識，對以前學(xué)的數(shù)字電路又有了一定的新認(rèn)識，溫習(xí)了以前學(xué)的知識，但在設(shè)計的過程中，遇到了很多的問題，有一些知識都已經(jīng)不太清楚了，但是通過一些資料又重新的溫習(xí)了一下數(shù)字電路部分的內(nèi)容。在這次設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師，感謝老師給我這樣的機會鍛煉。在整個設(shè)計過程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個項目還不是很完善，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。 八、參考文獻(xiàn)1、歐陽星明主編.數(shù)字邏輯（第二版）.武漢：華中理工大學(xué)出版社，20052、