毕业设计（论文）多路智力竞赛抢答器设计.doc

武汉工程职业技术学院毕业论文武汉工程职业技术学院数字电路智力抢答器的设计专业：04级信息工程系 班级：应用电子专业 姓名： 学号：04154132指导老师： 毕业设计（论文）任务书设计题目： 多路智力竞赛抢答器的设计设计人姓名：系 别：信息工程系指导老师：陈 贞 罗 敏进行时期：2006-2007第二学期（1-14周）1、 毕业设计论文的原始资料和基本要求：（1） 见毕业设计论文撰写的内容与要求（2） 多路智力竞赛抢答器的设计功能说明和技术要求2、参考资料：1）《数学电路与逻辑设计》曹国清主编；中国矿业大学出版社2）《电子技术课程设计》历雅萍、易映萍编；高等教育出版社3）《电子技术课程设计指导》彭介华 主编；高等教育出版社4）《电子线路设计、实验、测试》 谢自美主编；华中理工出版社5）《经典集成电路400例》任致程主编；机械工业出版社4：进度安排表周次设计内容指导时间地点1下达毕业论文课题2生产实习3-4收集资料5—12系统设计、撰写论文13修改论文14毕业论文答辩目录摘  要： 5第一章 前言 6第二章 方案的选择 72.1方案 72.2基本功能 72.2.1 基本功能 72.2.2 扩展功能 72.3方案设计 82.3.1 选用74系列芯片实现的理由： 82.3.2 原理框图 82.3.3 原理简述 8第三章 电路设计 103.1 抢答电路 103.1.1 电路功能 103.1.2 与其他电路的接口 103.1.3 具体原理 103.1.4原理图 103.2 定时电路 123.2.1电路功能： 123.2.2与其他电路接口： 123.2.3具体原理： 123.2.4原理图： 133.3 报警控制电路 153.3.1电路功能： 153.3.2与其他电路接口： 153.3.3具体原理： 153.3.4原理图： 163.4 时序控制电路 163.4.1电路功能： 163.4.2与其他电路接口： 163.4.3具体原理： 173.4.4原理图： 17第四章 调试 204.1单元电路检测 204.1.1 抢答电路 204.1.2定时电路 204.1.3时序控制及报警电路 204.2整机电路调试 21第五章 所用元器件列表 22第六章 结束语 23致谢： 24参考文献 25多路智力竞赛抢答器设计 摘  要：数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。

优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主体电路通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能，构成扩展电路经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形关键词:抢答电路 定时电路 报警电路 时序控制第一章 前言　在现代社会生活中，各种各样的娱乐活动相继尔出智力竞赛作为一种生动活泼的教育形式和方法能够引起观众极大的兴趣而在竞赛中往往分为几组参加，为了体现比赛的公平公正性，就需要一种设备来实现这个目标应此竞赛抢答器就相应产生目前数字电子技术已经广泛地应用于计算机，自动控制，电子测量仪表，电视，雷达，通信等各个领域例如在现代测量技术中，数字测量仪表不仅比模拟测量仪表精度高，功能高，而且容易实现测量的自动化和智能化随着集成技术的发展，尤其是中，大规模和超大规模集成电路的发展，数字电子技术的应用范围将会更广泛地渗透到国民经济的各个部门，并将产生越来越深刻的影响随着现代社会的电子科技的迅速发展，要求我们要理论联系实际第二章 方案的选择2.1方案目的：设计一个多路智力抢答器，力求使其功能齐全，连线简单，方便举行竞赛活动。

本方案有以特点：1、 可由主持人操纵避免有人在主持人说“开始”前提前抢答违反规则的抢答控制和清零装置2、 具有定时功能，在30秒内无人抢答表示所有参赛选手获参赛队对本题弃权3、 在规定时间内无人抢答其报警电路工作表示抢答时间耗尽并禁止抢答2.2基本功能2.2.1 基本功能（1） 设计一个多路智力竞赛抢答器，同时供8个选手参赛，编号分别为1到8，每个人用一个抢答按键给节目主持人一个控制开关，实现系统清零和抢答的开始2） 具有数据锁存和显示功能抢答开始后，如果有选手按下抢答按键，其编号立即锁存并显示在LED上，同时扬声器报警此外，禁止其他选手再次抢答选手编号一直保存到主持人清除 2.2.2 扩展功能（1） 具有定时抢答功能，可由主持人设定抢答时间当抢答开始后，定时器开始倒计时，并显示在LED上，同时扬声器发声提醒2） 选手在规定时间内抢答有效，停止倒计时，并将倒计时时间显示在LED上，同时报警3） 在规定时间内，无人抢答时，电路报警提醒主持人，次后的抢答按键无效2.3方案设计2.3.1 选用74系列芯片实现的理由：（1） 与我们刚学的 〈〈数字电路与逻辑设计〉〉联系紧密。

能将书面知识自己动手实践下，有利于我们对于知识的掌握 （2） 74系列芯片价格便宜，用其实现成本较低基本能满足学校场合需要74系列芯片实现原理图：（详见图1）2.3.2 原理框图 显示译码数据锁存器优先编码器抢答按键抢答显示报警电路时序控制电路主持人控制开关 显示译码定时显示定时电路脉冲产生电路图（1） 原理框图2.3.3 原理简述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组成，上面一部分为主体电路，下面一部分为扩展电路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定时抢答的功能定时抢答器的工作过程是：接通电源后，主持人将开关拨到"清除"状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置“开始”状态，宣布"开始"抢答器工作定时器倒计时，扬声器给出声响提示选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间如果再次抢答必须由主持人再次操作"清除"和"开始"状态开关。

当选手在定时时间内按动抢答键时，抢答器要完成以下四项工作：1. 优先级电路立即分辨出抢答者的编号，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，提醒节目主持人注意；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；4. 控制电路要使定时器停止工作，时间显示器上显示剩余的抢答时间，并保持到主持人将系统清零为止当选手将问题回答完毕，主持人操作控制开关，使系统回复到禁止工作状态，以便进行下一轮抢答第三章 电路设计3.1 抢答电路3.1.1 电路功能一是将抢答选手的编号识别出并锁存显示到数码管上，二是使其他选手按键无效；三是有人抢答时输出时序控制信号，使计数电路停止工作并报警3.1.2 与其他电路的接口S： 输入，与主持人总控相接，此处控制数码管的清零；/ST： 输入，74148的使能控制端（由7408输入）；/YEX： 输出，报警时序控制（与74121相连）；CTR： 输出，报警时序控制（与7400相连）；3.1.3 具体原理该部分主要由74148优先编码器、锁存器74279、译码器7448、按键、7段数码管组成。

如图所示，抢答输入端为74148的/I7到/I0脚，当有选手按键时，74148的相应的引脚为低电平，电路完成以下动作：（1）、74148将编码输入到锁存其中，并通过锁存器由7448译码后显示到数码管上；（2）、74148译码输出端/YEX＝0，通过控制时序电路使74148的使能端/ST为1，74148停在译码工作，使以后其他选手的按键无效；（3）、时序信号/YEX=0，CTR=1，通过控制时序电路使计时电路停止工作，报警电路报警3.1.4 原理图图（2） 抢答电路部分表（1） 74LS148的功能真值表3.2 定时电路3.2.1 电路功能：由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如图(3)所示3.2.2 与其他电路接口：CLCK： 输入，计数脉冲，时序控制电路产生， 由7411输出；S： 输入，主持人总控，此处控制计数器74192的预置数；BO2： 输出，倒计时时间到时输出低电平0，与时序电路74121相接，控制报警；3.2.3 具体原理：原理及设计：该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和2个7段数码管即相关电路组成。

具体电路如定时电路所示两块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供74192的预置数控制端实现预置数，由节目主持人根据抢答题的难易程度，设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供按键弹起后，计数器开始减法计数工作，并将时间显示在共阴极七段数码显示管DPY_7-SEG 上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，BO2输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，同时以后选手抢答无效下面结合图（4）具体讲下标准秒脉冲产生电路的原理结合图(4)图中电容C的放电时间和充电时间分别为 ，于是从NE555的3端输出的脉冲的频率为，结合我们的实际经验及考虑到元器件的成本，我们选择的电阻值为R1=15K，R2=68K，C=10uF，代入到上式中即得，即秒脉冲Ui1Ui2UOT的工作状态0××0导通11截止11截止10导通10导通表（2） 555定时器功能表3.2.4 原理图： 图（3） 定时电路部分图（4） 标准秒脉冲产生电路3.3 报警控制电路3.3.1 电路功能：由555定时器和三极管构成的报警电路如图11、4所示。

其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其输出信号经三极管推动扬声器PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振3.3.2 与其他电路接口：/YEX： 输入，由抢答电路提供BO2： 输入，由计数电路提供S： 。