4人抢答器

电子技术应用实验

实验报告

学生姓名：学号：报告评分：

实验地点：试验时间：指导老师：

一、实验项目名称

4人智力竞赛抢答器

二、实验内容

设计并使用multisim实现一个4人智力竞赛用抢答器电路

具体要求为：

每个参赛者控制一个按钮，用按动按钮发出抢答信号；

竞赛主持人另有一个按钮，用于将电路复位；

抢答器具有锁存功能，即竞赛开始后，先按动按钮者将对应的一个LED灯点亮，此后三人再按动按钮对电路不起作用，直到主持人将电路复位为止。

在上述功能完成后，可增加以下功能：

（1）、用LED数码管显示抢答成功选手的编号。

（2）、加入倒计时功能。开始抢答时，自动启动60秒倒计时，时间到后数码管显示00并持续报警，直到主持人将电路复位。

实验内容及要求：设计满足要求的电路，并在multisim中进行电路连接、仿真和调试。在实验报告中简要地说明实验原理，画出实验电路图，在实验报告相应位置附上实验中的仿真结果和波形。

三、方案论证

电路主要由脉冲产生电路，锁存电路，编码及译码显示电路构成。

整个系统由555脉冲电路提供脉冲，当有选手抢答时首先锁存，防止其他选手抢答，然后编码，再经4线7段译码器将数字显示到显示器上指示选手编号。

四、电路原理简介

将四个抢答开关分别接至74LS175触发器的四个输入端，555定时器组成的多谐振荡器的OUT端和Q非输出的经过两次与非之后的信号进行与非后接至74LS175的CLK端。当发出抢答信号后，触发器对应的输出端Q输出高电平，此时对应选手的二极管点亮。同时将输出Q非接至74LS21的四个输入端口，由于Q非发出低脉冲信号，从而封锁了抢答电路。主持人开关则与74LS175的清零端相连，选手抢答完毕后主持人可进行清零。将74LS175的八位输出

经74LS00连接至74LS47进行译码，即可在在七段数码管显示选手编号。

五、单元电路设计

抢答电路：

抢答电路部分由74LS175、74LS21、74LS00构成。

以四D触发器74LS175为中心构成编码锁存系统，编码的作用是把锁存器的输出转化为8421BCD码。

时钟电路：

时钟电路部分由555定时器、触发器74LS74、74LS00、74LS21等构成。采用555组成的振荡器做触发器的时钟脉冲

显示电路：

显示电路由共阳极显示译码器、74LS47构成。

六、总电路图

七、实验数据处理及结果分析

在555脉冲电路中，R1=81K ，R2=91K ，C=0.1uF

112222T (R R )C ln2R C ln2,T C ln2

R =+⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯

1212T T T (R 2R )C ln2=+=+⨯⨯⨯

计算得T=18.410ms 实测得T=18.182ms

误差为1.23%

八、实验中遇到的问题及及解决办法

完成电路连接后，初次进行仿真时，并没有出现理论结果，检查后确定了并非元件连接错误，多次细致检查后终于发现，是因为导线虚接，并没有产生节点。重新使用节点连接后问题解决。这一个小小的问题耽误了许多时间，这样的问题也常在实际操作中出现，因为没有检查导线好坏导致整个电路失效，以后一定要注意基础元件的检查。

九、实验结论

3号选手首先按下抢答器，1号选手接着按下抢答器，3抢答成功，1号抢答失败，3号绿灯亮，并且数码管显示选手编号3。

较好地满足了设计要求。

十、实验心得总结

Multisim 是一款强大的仿真软件，有大量的电子元器件，使用非常方便，可以大大提高电子设计的效率。经过本次仿真实验，我对于各种触发器的优缺点，不同逻辑器件的差别，都有了更深一步的了解。特别是掌握了74LS175的使用方法，学会了简易四人抢答器的设计。更重要的是本次实验将我们所学习的理论知识与实践活动相联系，增强了我们的动手、动脑能力，从而达到学有所用，对自己以前所学知识的巩固和今后的学习起了重要作用。