六路抢答器设计报告

六路数字抢答器设计报告

目录

一、任务设计和要求 (2)

二、设计方案与论证 (4)

三、电路设计计算与分析 (5)

3.1 主持人控制电路 (5)

3.2 10S倒计时电路 (7)

3.3 控制显示电路 (10)

3.4 主要元器件介绍 (12)

四、总结与心得 (18)

五、附录 (19)

附录一：元器件清单 (19)

附录二：六路抢答器原理图 (20)

附录三：六路抢答器的仿真 (21)

六、参考文献 (22)

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一、设计任务和要求

六路数字抢答器的设计任务如下：

1．主持人按动启动按钮，抢答开始，同时开始10秒倒计时。

2．6名抢答选手编号分别为1-6，各自控制一个按钮进行抢答，有人按下时扬声器给出声音提示，倒计时电路停止计时，同时显示抢答选手的号码。

3．选用七段LED作为显示器。

4.完成电路的理论设计。

5.参数的计算和有关器件的选择。

6. 对电路进行仿真。

7.撰写设计报告书一份：A3图纸1张。报告书要求写明以下内容：（B5纸）

（1）总体方案的选择和设计

（2）各个单元电路的选择和设计

（3）仿真过程的实现

课程设计要求如下：

课程设计大体可分成以下三个阶段：

1.设计与计算阶段

学生根据课程设计任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证和选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路

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进行选择和设计计算，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图，选用元件一览表。

2.计算机仿真及电路制版

运用仿真软件EWB或MULTISIM对设计电路进行仿真，排除电路故障、调整元器件参数、修改电路，使之达到设计指标要求。最后使用PROTEL软件完成对电路的PCB制版（选作）。

3.撰写设计报告阶段

设计报告是学生对课程设计全过程的系统总结。学生应按规定的格式撰写设计报告。设计报告的主要内容有：

1)课题名称。

2)设计任务和要求。

3)方案选择与论证。

4)原理框图，总体电路图、计算机电路仿真图，以及它们的说明；单元电路设计与计算说明；元器件选择和电路参数计算的说明等。

5)收获体会、存在问题和进一步的改进意见等。

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二、设计方案与论证

六路抢答器能实现的功能简要概括为以下几个方面：

①验能准确判断出第一抢答者的信号并将其锁存。实现这一功能可选择使用触发器或锁存器等。在得到第一信号之后应立即将电路的输入封锁，即使其他组的抢答信号无效。同时还必须注意，第一抢答信号应该在主持人发出抢答命令之后才有效。

②当电路形成第一抢答信号之后，用编码、译码及数码显示电

路显示出抢答者的组别，也可以用发光二极管直接指示出组别。

③主持人没有按下开始抢答按钮前，参赛者的抢答开关无效；

当主持人按下开始抢答按钮后，开始进行10秒秒倒计时，此时，若有组别抢，显示该组别并使抢答指示灯亮表示“已有人抢答”。主持人清零后开始新一轮抢答。

在进行电路调试时，可按照以下原则进行：

①控制显示电路的调试控制显示主要是由一块74LS148和

块74LS190以及一个数码显示器组成的。在调试时，可以在编码器的各输入端接上开关,当接上电源后,用各开关打开或断开来判断数码显示器是否显示正常。

②定时电路调试清零是由主持人控制的.这个电路比较简单，

只有一个指示灯，当主持人开关断开时，指示灯通过接地连接到各触发器的清零端，这时数码显示器应显示为0，如果不

为零则电路不正常。

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三、电路设计计算与分析

3.1主持人控制电路:

其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到”清零”状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器为7；主持人将开关置;开始”状态，抢答器工作，选手开始抢答。抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答。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。

当主持人将开关拨到“开始”时，清零端为高电平，D触发器正常工作。当选手回答完毕，主持人控制开关S是抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。

控制电路流程图：

(主持人开关接

D触发器使能控制端，直接控制74LS175的工

作情况)

主持人控制电路实现较简单，只需将电源接双刀开关，通过控制开关的开合来完成高低电平的转换输入到74LS175的使能控制端的CLR端。当开关接电源输出高电平时，74LS175正常工作，接收选手的抢答信号，此时为抢答时刻；当开关接低电平时，

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74LS175被强行清零，无法正常工作。假设选手按下抢答键，抢答电路也不工作。

主持人控制电路原理图：

主持人按下开关，CLR接收到有效信号低电平，使74LS175无法正常工作，直接控制选手抢答。

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3.210s倒计时电路:

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74LS190减法计数电路、74LS248 译码电路和 2 个8段数码管及相关电路组成。※两块74LS190 实现减法计数，通过译码电路74LS248 显示到数码管上，其时钟信号由时钟产生电路提供。74LS1920的预置数控制端实现预置数时间，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上，当有人抢答时，停止计数并显示此时的倒计时时间。

流程图如下：

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