数字电路抢答器设计报告

抢答器设计报告

成员：

集成电路1 学号：

通信工程5 学号：

学院：通信工程学院

2012年5月21日

数字抢答器

一课题设计概述及原理

1预期实现功能

(1)设计一个智力竞赛抢答器，可同时供4名选手或4个代表队参赛，他们的选号分别是1、2、3、4、各用一个抢答按钮，按钮的编号对应分别是S1、S2、S3、S4.

(2)给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答器的开始。

（3）抢答器具有数据锁存和显示的功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持主持人将系统清零为止。(4)抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30秒）。当节目支持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。

(5)参加选手在设定的时间内抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。

（6）如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示0。 2 设计思路

二 单元程序或原理图设计及分析 1、顶层设计

原理图：

VCC a91INPUT VCC b90INPUT VCC c89INPUT VCC d88INPUT VCC

CLK50M

INPUT VCC

CLR25

INPUT VCC

start

INPUT speaker

OUTPUT

HA OUTPUT HB OUTPUT

HC OUTPUT OB OUTPUT OA OUTPUT OC OUTPUT OD OUTPUT speaker13

OUTPUT

OE OUTPUT OF OUTPUT

OG OUTPUT A91B90C89D88CLK-50m CLR

data[0]data[1]data[2]speaker

lit4836_qiangdamokuai

inst

DATA[0]DATA[1]DATA[2]load0CLK

PAUSE-button

HA HB OA HC OB OC OD OE OF OG pin_name

ljt4836_miaobiao inst8

C L R N

D

P R N

Q

D F F

i n s t 1AND3

inst3

N O T

i n s t 4

2、仿真波形

3、功能

（1）抢答

当正常工作时，下载后，会出现倒计时10秒的一次初始化。同时，选显示管会显示40的字样，表示有4各参赛选手。使拨动开关B(switch3锁定开关置于低电平，此时赋予选手开关按钮的权限，处于高电频时，选手无权限)，让选手（从左到右依次为1、2、3、4号）各按动按钮一次，以检测按钮功能和提醒选手注意。此时，裁判按下A(switch1)让秒表显示处于待命

状态00。

抢答开始时，使开关B处于低电频，且使A产生一个负脉冲，同时，宣布抢答！此后，当4位选手中第一个按动按钮时，会响出一个声音（共4种声音，且4位选手的声音各不同）。此时，时钟会停下，显示按下第一个按钮的时间，同时，会显示选手号码。其他选手按下的数据将无效！从而，完成一次强答！（2）检举。

当有选手后于第一位按下按钮时，即视为出错。该抢答器具有检举该错选手的功能。

三模块化分析

1 显示模块

（1）原理

A 功能

在工作正常的情况下，下令开始，并同时按下开关，会出现0、9、8、7、6、5、4、3、2、2、0、的循环显示字样，也就是10秒的倒计时。当选手按下一个按钮就会暂停下来。从而实现一个循环。

B 原理：

本模块中，用到的主要模块有扫描模块scan、1HZ 等分频模块、外加基本芯片和电路构成。

扫描模块scan:

主要进行地址端HA 、HB 、HC 和进行数据的通道选择。以确保在每一时刻有正确的稳定显示。其中用到了74151.JK 等基本触发器和基本门电路。电路的连接原

理

见

原理图

。

如下：

V

C L

I

N

M U L

GN

C B A D5D0D1D4D3D2D6D7Y WN

74151

i

n

G

M U L

GN

C B A D5D0D1D4D3D2D6D7Y WN

74151

i

n

G

PRN

CLRN

K J Q

J K

i

n

PRN

CLRN K

J Q

J K i

n PRN

CLRN K

J Q

J K

i

n

V

A N

i

n

A

N

i n

N

i

n

A

N

i

n

HA

HB

HC

HB

HA

D 5

D 4

D 2

Y O

O

O

d a HB HA D

5

D 4

D 2

Y O

O

HC

d a HC