抢答器设计任务书

一、设计内容

智力竞赛抢答器一设计要求及技术指标：

(1) 设计制作一个可容纳四路参赛的数字式抢答器，分别用4个按钮S1 ~ S4表示。

(2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。

(3) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则电路显示抢答者的组别；此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用；

智力竞赛抢答器二

设计要求及技术指标：

(1) 设计制作一个可容纳八路参赛的数字式抢答器，分别用4个按钮S1 ~ S4表示。

(2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。

(3) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则电路显示抢答者的组别；此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用；

智力竞赛抢答器三

设计要求及技术指标：

(1) 设计制作一个可容纳八组参赛的数字式抢答器，分别用4个按钮S1 ~ S4表示。

(2) 设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。

(3) 电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在主持人将系统复位并发出抢答指令后，若参赛者按抢答开关，则电路显示抢答者的组别；此时，电路应具备自锁功能，使别组的抢答开关不起作用；

（4）电路应具备抢答成功声音提示功能，声音持续时间5〜10s；

二、设计与制作步骤

（一）选定总体方案与框图

根据设计任务、指标要求和给定的条件，分析所要设计的电路应该完成的功能，并将总体功能分解成若干单项的功能，分清主次和相互的关系，形成若干单元功能块组成的总体方案。该方案可以有多个，需要通过实际的调查研究、查阅有关资料和集体讨论等方式，着重从方案能否满足要求、构成是否简单、实现是否经济可行等方面，对几个方案进行比较和论证，择优选取。对选取的方案，常用方块图的形式表示出来。注意每个方块尽可能是完成某一种功能的单元电路，尤其是关键的功能块的作用与功能一定要表达清楚。还要表示出它们各自的作用和相互之间的关系，注明信息的走向和制约关系。

（二）分析单元电路的功能任何复杂的电子电路装置和设备，都是由若干具有简单功能的单元电路组成的。

总体方案的每个方块，往往是由一个主要单元电路组成的，它的性能指标也比较单一。在明确每个单元电路的技术指标的前提下，要分析清楚各个单元电路的工作原理，设计出各单元电路的结构形式。要利用过去学过的或熟悉的单元电路，也要善于通过查阅资料、分析研究一些新型电路，开发利用一些新型器件。

各单元电路之间要注意在外部条件、元器件使用、连接关系等方面的相互配合，尽可能减少元件的类型、电平转换和接口电路，以保证电路简单、工作可靠、经济实用。各单元电路拟定之后，应全面地检查一遍，看每个单元各自的功能是否能实现，信息是否能畅通，总体功能是否满足要求。如果存在问题，还要针对问题局部调整。

（三）选择器件与参数计算

单元电路确定之后，根据其工作原理和所要实现的功能，首先要选择在性能上能

满足要求的集成器件。所选集成器件最好完全满足单元电路的要求。当然在多数情况

下集成器件只能完成部分功能，或者需要同其他集成器件和电子元器件组合起来组成

其他的单元电路。这里需要灵活运用过去学过的知识，也需要十分熟悉各种集成电路的性能和指标，注意对新型器件的开发和利用。

每个单元电路的结构、形式确定之后，需对影响技术指标和参数的元器件进行计算。这种计算有的需要根据电路理论的有关公式，有的按照工程估算方法，还有的需要用经验数据。用计算的方法得到的器件参数，还要按照元器件的标称值选取实用的元器件。

（四）画出预设计总体电路图根据单元电路的设计、计算与元器件选择的结果，画出预设计的总体电路图。总体电路图应当包括总体电路原理图和实际元器件接线图。需要制作出实用装置的题目，还要作出印刷电路板的工艺设计。

总体电路图应按元器件国标或部标的规定以及电路图的规范画出。图中要注意信号输入和输出的流向，通常信号流向是从左到右或从上至下，各单元电路也应尽可能按此规律排列，同时要注意布局合理。

总体电路图尽可能画在一张图纸上。如果电路比较复杂，应当把主电路画在一张图纸上，而把一些比较独立或次要的单元电路画在另一张或几张图纸上，但要标明相互的连接关系。所有的连接线要“横平、竖直”，相连的交叉线要在交叉点用圆点标出。电源线和地线尽可能统一，并标出电源电压数值。

总体电路图画出之后，还要认真地审查。检查总体电路是否满足方案地要求，单元电路是否齐备；每个单元电路地工作原理是否正确，能否实现各自的功能；各单元电路之间的连接有无问题，电平和时序是否合适；图中标注的元器件型号、管脚、参数值等是否正确等。这种审查十分重要，以防在安装调试中损坏器件。

（五）采购电路元件，安装电路由于株洲电子元件市场规模不是很大，有些元件在本地买

不到。根据往届同学的经历，同学们付出了很多车费，却买不到或买不全课程设计所需要的元件。所以本次课程设计的电子元件由老师统一到深圳采购，价格比较便宜，也少去了无谓的奔波。

电路原理图设计完成之后，需要安装、焊接做出实验电路，有的还要做成实用的电子装置。从设计图纸到实际电路装置要经过十分重要的装接工艺，有时设计的电路十分合理，由于装接不当也会严重影响电路的性能，甚至造成元器件的损坏。因此，元器件的焊接、电路板的制作，整机的结构布局等都是课程设计的重要环节，也是培养电路工艺技能的好机会，必须给予足够的重视。

首先在焊接之前，必须做好两件事。第一，画出万能板连线图，这一点必须做，不但要画，而且要仔细画；根据前几届学生做课程设计的经历，最后做出来的电路板，故障率极高，主要表现为连线错误以及集成芯片的引脚接错；避免此类问题的有效方法是画好连线图。至于如何画连线图，可参阅上学期模拟电路实验实作部分。第二，芯片测试，这一点往往大家会忽略。进行芯片测试有两个好处，其一可以进一步熟悉该芯片的功能；有些芯片功能较复杂，根据芯片资料，往往还不能完全了解其特性，只有通过进一步的测试，才能完全掌握。其二，可以通过测试检验该芯片的质量好坏；为保证调试的顺利，在安装前应将所有的电子元件检测一遍，保证其功能完整。检测芯片时可利用数电实验箱，具体方法可参考数电实验一和实验四。

焊接时为保证焊接质量，使焊点牢固、光亮、圆滑、不出虚焊，必须了解焊接工艺，掌握焊接技术。一般焊接过程和要求是：

1. 净化焊接部位的金属表面。引线、管脚和焊点处要刮净，涂上松香水，或先挂上锡，

2. 将电烙铁挂锡在焊接部位加热至焊锡熔化的程度，使焊锡填充在被焊金属表面。

3. 移开电烙铁，待焊锡自然冷却。

焊接过程中，注意掌握以下技术：