四人抢答器课程设计报告

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四人抢答器设计报告

四人抢答器设计报告

四人抢答器设计报告一、设计任务及要求1、设计用于竞赛的四人抢答器(1)有多路抢答器,台数为四;(2)具有抢答开始后20秒倒计时,20秒倒计时后无人抢答显示超时,并报警;(3)能显示超前抢答台号并显示犯规报警;2、系统复位后进入抢答状态,当有一路抢答键按下时,该路抢答信号将其余各路抢答封锁,同时铃声响起,直至该路按键放松,显示牌显示该路抢答台号;3、用VHDL语言设计符合上述功能要求的四人抢答器,并用层次设计方法设计该电路;4、完成电路全部设计后,通过系统实验箱下载验证设计课题的正确性。

二、四人抢答器框图及设计说明系统复位后,反馈信号为一个高电平,K1、K2、K3、K4输入有效。

当抢答开始后,在第一位按键后,保持电路低电平,同时送显示电路,让其保存按键的台号并输出,同时反馈给抢答台,使所有抢答台输入无效,计时电路停止;当在规定的时间内无人抢答时,倒计时电路输出超时信号;当主持人开始说话未说完有人抢先按键时,显示犯规信号。

当选手回答正确时加分,回答错误时减分。

由主持人控制加减分数。

三、设计思路:根据设计框图和设计要求,本次实验可以采用模块化设计方法来实现智力竞赛四人抢答器。

将抢答器划分为抢答鉴别保持模块,倒计时模块,记分模块和判断显示模块。

再利用元件例化语句将这四个模块组成总的抢答器的设计电路。

选用模式五进行程序的下载。

四、VHDL语言设计与分析1、鉴别模块library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity jianbie isport(nu1,nu2,nu3,nu4:in std_logic;clk,en,rst:in std_logic;warn:out std_logic;back:buffer std_logic;s:out std_logic_vector(3 downto 0));end jianbie;architecture jianbiebeh of jianbie issignal num,warnd:std_logic;signal cnt:std_logic_vector(2 downto 0);beginnum<=nu1 or nu2 or nu3 or nu4;p1:process(rst, nu1,nu2,nu3,nu4,back) --判断抢答信号beginif rst='1' then back<='1';s<="0000";elsif back='1' thenif nu1='1' then s<="0001";back<='0'; --一号台抢答,输出S为1 elsif nu2='1' then s<="0010";back<='0'; --二号台抢答,输出S为2elsif nu3='1' then s<="0011";back<='0'; --三号台抢答,输出S为3 elsif nu4='1' then s<="0100";back<='0'; --四号台抢答,输出S为4 else back<='1'; s<="0000"; --无人抢答,输出S为0end if ;end if;end process p1;p2:process(clk,en,back,rst,cnt)beginif rst='1' then cnt<="000";warnd<='0';elsif clk'event and clk='1' thenif en='0' and back='0' thenif cnt<"111" then warnd<=not warnd; cnt<=cnt+1;else warnd<='0';end if; end if;end if;end process p2;warn<=warnd;end jianbiebeh;鉴别保持模块由两个进程组成,进程一主要用于鉴别强大信号,进程二用于鉴别是否为超前抢答,若是超前抢答,则输出报警信号。

课程设计(四人抢答器)实验报告

课程设计(四人抢答器)实验报告

课程设计(四人抢答器)实验报告课题:四人智力抢答器专业:班级:学号:姓名:指导教师:设计日期:成绩:电气学院四人智力抢答器设计报告一、设计目的作用1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。

2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

二、设计要求设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。

当主持人说开始时,四人开始抢答,电路能判别出四路输入信号中哪一路是最先输入信号,并给出声、光、数码显示。

(1) 4名选手编号为:1,2,3,4。

各有一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号对应,也分别为1,2,3,4。

(2) 给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零和抢答的开始。

(3) 抢答器具有数据锁存的功能。

抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,该选手指示灯亮并立即锁存,同时扬声器给出音响提示,禁止其他选手抢答。

抢答选手的指示灯一直保持到主持人将系统清零为止。

(4)选择B题的除了具有上述功能外,还要在声、光显示的同时,在数码管上显示选手的编号,编号一直保持到主持人将系统清零为止。

三、设计的具体实现1、系统概述电路主要由脉冲产生电路,锁存电路,编码及译码显示电路和音响产生电路。

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同时产生音响,电路结构系统如图:(1)以锁存其为中心的编码显示器抢答信号的判断和锁存可以采用触发器或锁存器。

若以四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,进而送给7段显示译码器。

其真值表为:锁存器输出编码器输出Q4 Q3 Q2 Q1 D C B A0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 10 0 1 0 0 0 1 00 1 0 0 0 0 1 11 0 0 0 0 1 0 0(2)脉冲产生电路:采用555组成的振荡器做触发器的时钟脉冲。

(3)音响电路:可以利用555组成的振荡器输出脉冲,接入蜂鸣器,当选手按下按键时鸣叫,知道主持人清零为止。

四人抢答器实验报告

四人抢答器实验报告

四人抢答器实验报告四人抢答器实验报告一、引言在现代教育中,互动式教学已经成为一种流行趋势。

为了激发学生的学习兴趣,提高课堂互动性,教育界不断探索新的教学工具和方法。

本实验旨在测试四人抢答器在课堂中的应用效果,以评估其对学生学习积极性和参与度的影响。

二、实验设计1. 实验对象:本实验选取了一所中学的两个高中班级作为实验对象,分别为实验组和对照组。

2. 实验组:实验组使用四人抢答器进行课堂互动。

抢答器由四个按钮和一个显示屏组成,学生可以通过按下按钮来回答问题。

3. 对照组:对照组采用传统的课堂互动方式,学生通过举手回答问题。

4. 实验流程:实验组和对照组的学生在进行相同的课程内容学习后,分别进行抢答器和举手回答的课堂互动。

三、实验结果1. 学生参与度:通过观察实验组和对照组学生的参与度,发现实验组学生更加积极主动地回答问题。

抢答器的使用使得学生们更加主动地参与到课堂互动中,不再依赖于教师提问。

2. 学习积极性:实验组学生在使用抢答器后表现出更高的学习积极性。

他们对于回答问题的渴望和竞争意识增强,积极主动地思考和学习。

3. 课堂氛围:实验组的课堂氛围更加活跃。

学生之间的互动更加频繁,他们在回答问题时互相竞争,激发了彼此的学习动力。

四、讨论与分析1. 抢答器的优势:抢答器的使用可以有效提高学生的参与度和学习积极性。

它创造了一种竞争的氛围,激发了学生的学习兴趣。

同时,抢答器还可以帮助教师了解学生的学习情况,及时调整教学策略。

2. 抢答器的限制:虽然抢答器在提高学生参与度方面有明显优势,但也存在一些限制。

首先,抢答器可能会导致部分学生焦虑和压力增加,影响其学习效果。

其次,抢答器只是一种课堂互动工具,不能完全替代教师的教学能力和方法。

3. 教师的角色转变:抢答器的应用使得教师的角色发生了一定的转变。

教师不再是简单地提问者,而是更多地扮演着引导者和指导者的角色。

教师需要根据学生的回答情况,及时给予反馈和指导,促进学生的全面发展。

四人抢答器课程设计报告_选定

四人抢答器课程设计报告_选定

本科课程设计专用封面设计题目: 四人抢答器 所修课程名称: 电子技术基础数字部分 修课程时间: 2012 年 9 月 26日至 12月 27日 完成设计日期: 2012 年 12月 27 日 评阅成绩: 评阅意见:评阅教师签名: 年 月 日____工____学院__2010__级__电气工程及其自动化__专业 姓名_______ 学号________________………………………………(装)………………………………(订)………………………………(线)………………………………四人智力竞赛抢答器一、设计题目四人智力竞赛抢答器二、设计任务与要求1)设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器。

用数字显示抢答倒计时间,由“9”倒计到“0”。

选手抢答时,数码显示选手组号,倒计时停止,此时抢答按键无效,数码管显示数字不能改变;倒计时完成之后抢答按键被锁住,按键无效。

2)设计要求(1)4名选手编号为:1,2,3,4。

各有一个抢答按钮,按钮的编号与选手的编号对应,也分别为1,2,3,4。

(2)给主持人设置一个控制按钮,用来控制系统清零(抢答显示数码管灭灯)和抢答的开始。

(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,该选手编号立即锁存,并在抢答显示器上显示该编号,封锁输入编码电路,禁止其他选手抢答。

抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

(4)抢答器具有定时(9秒)抢答的功能。

当主持人按下开始按钮后,定时器开始倒计时,定时显示器显示倒计时间,若无人抢答,倒计时结束时,抢答按键被锁住,直到主持人恢复倒数数据。

参赛选手在设定时间(9秒)内抢答有效,抢答成功,定时器停止倒计时,抢答显示器上显示选手的编号,定时显示器上显示剩余抢答时间,并保持到主持人将系统清零为止。

(5)可用石英晶体振荡器或者555定时器产生频率为1H z 的脉冲信号,作为定时计数器的CP信号。

三、选用器材DZX 电子学综合实验台。

课程设计报告(四人智力抢答器)

课程设计报告(四人智力抢答器)

智力竞赛抢答计时器一、设计要求与任务1设计任务智力竞赛抢答器是一名裁判员,他的任务是从若干竞赛者中确定最先抢答者,并要求参赛者在规定的时间里回答完问题。

本设计要求设计一个四人参加的智力竞赛抢答器,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,竞赛开始后,先按动按钮者将对应的一个发光二级管点亮,此后其他三人再按动按钮对电路不起作用,同时电路具有回答问题时间控制功能,要求回答时间小于60秒(显示0~59),时间显示选用倒计时方式,当达到规定时间时给出警告(警告灯闪烁)。

2设计要求1)4名选手编号分别为1,2,3,4;各有一个按钮,按钮的编号与选手编号灯对应,也分别为1,2,3,4;2)给主持人设置一个控制开关按钮,用来控制系统清零(抢答显示灯,数码管灭灯)和抢答的开始。

3)抢答器具有数据锁存和显示功能。

抢答开始后,若有选手按动抢答按钮,该选手编号立即补锁存,并输入编码电器,并在抢答显示器上显示时钟倒计时,封锁其他选手抢答。

直到抢答倒计时回到“0”后,回答时间到,由主持人将系统清零;4)抢答器具有定时(60秒)回答功能,当主持人按下开始按钮,并有选手第一时间抢答时,定时器开始计时,并在数码管上显示倒计时时间,倒计时结束时,回答时间到,蜂鸣器音响持续1秒,由主持人手动清零,进入下一道题的抢答环节;5)计时器采用频率为1HZ的脉冲信号作为定时计数器的CP信号,抢答电路中74LS161,CP则采用1KHZ,观察较为明显些。

二、硬件电路设计及描述由于设计任务是倒计时器,所以要用到减法器,又因为是十进制的所以我选择的主要芯片是74LS192两片,抢答功能,我利用了74LS161的预置功能,若有选手抢答时,74LS161不断反馈,不断循环预置功能,预置后,其他选手再按下抢答开关,也显示不出来,被封锁;接下来是实现显示的功能,我用的是74LS48芯片和共阴极七段显示器个两片,再根据需要我还用了74LS00(与非门)、74LS04(非门)。

四人竞赛抢答器实验报告

四人竞赛抢答器实验报告

数电课程设计实验报告设计课题:四人抢答器学院:信息工程学院专业: 通信工程班级:学号:姓名:指导老师:四人抢答器实验报告一. 实验目的1.学习并掌握抢答器的工作原理及其设计方法2.熟悉各个芯片的功能及其各个管脚的接法。

3.灵活运用学过的知识并将其加以巩固,发散思维,提高学生的动手能力和思维的缜密。

二. 设计任务与要求1.设计任务设计一台可供4名选手参加比赛的竞赛抢答器。

选手抢答时, 数码显示选手组号。

2.设计要求:抢答器的基本功能:1.设计一个智力抢答器, 可同时供四名选手或四个代表队参加比赛, 编号为一, 二, 三, 四, 各用一个抢答按钮, 分别用四个按钮S0——S3表示。

2.给节目主持人设置一个控制开关, 用来控制系统的清零(编号显示数码管清零)。

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, 并分别让四盏LED亮来表示, 此外, 要封锁输入电路, 实现优先锁存, 禁止其他选手抢答, 优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

简言之, 有选手按下时, 显示不同选手的灯会亮。

同时, 其他人再按下时电路不做任何处理。

也就是说, 如果有选手按下以后, 别的选手再按的话电路不会显示所代表的的LED灯亮。

4.可用555定时器产生频率为1kHZ的脉冲信号, 作为触发器的CP信号。

三. 四人竞赛抢答器电路原理及设计系统原理框图:1.设计方案抢答器具有锁存、响铃、显示。

即当抢答开始后, 选手抢答按动按钮, 锁存器锁存相应的选手编码, 同时用代表不同选手的LED显示出来, 蜂鸣器响铃。

接通电源后, 主持人将开关拨到“清除”状态, , 编号显示器为0, 此时才可以再次抢答。

选手在抢答时, 抢答器完成:编号锁存、编号灯显示, 响铃。

2.单元电路设计及元器件选择(1)抢答电路电路如图2所示。

该电路完成两个功能: 一是分辨出选手按键的先后, 并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号, 同时代表不同选手的LED灯电路亮, 蜂鸣器鸣叫;二是要使其他选手随后的按键操作无效。

4人抢答器课程设计报告

4人抢答器课程设计报告

课题二数字式抢答器一.数字式抢答器功能概述在举办各种智力竞赛活动中,常常需要确定谁是第一个抢答的人。

数字式抢答器利用电子器件可以准确的解决这一问题。

数字式抢答器允许抢答者在规定的时间范围内进行抢答,可以用数字显示抢先者的序号,并配有相应的灯光指示和声报警功能;对犯规抢答者(指在抢答开始命令下达前抢答者),除用声、光报警外,还应显示出犯规者的序号;若规定抢答时间已过,要告示任何输入的抢答信号均无效,除非重新下达抢答命令。

二.任务和要求设计一个数字式抢答器,具体要求如下:1.要求至少控制四人抢答,允许抢答时间为10秒,输入抢答信号是在“抢答开始”命令后的规定时间内,显示抢先抢答者的序号,绿灯亮。

2.在“抢答开始”命令前抢答者,显示违规抢答者的序号;红灯亮。

3.在“抢答开始”命令发出后,超过规定的时间无人抢答,显示无用字符(可自行确定)。

4.选做:不仅能显示抢答者的序号并且能显示抢答次序。

三.原理电路和程序设计1.总体设计电路如下图所示为总体方框图。

其工作原理为: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,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,当一轮抢答之后,定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示零。

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2.单元电路设计(1)抢答器电路参考电路如下图所示。

该电路完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁存优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示编号;二是禁止其他选手按键操作无效。

工作过程:开关S置于"清除"端时,当有选手将键按下时74L148的四个输出相与控制74L75的使能端,使其锁存并且让它和开关相与去控制红灯亮,保证报警电路通。

四人抢答器实验报告

四人抢答器实验报告

四人抢答器实验报告实验目的,通过自制四人抢答器,测试参与者在不同条件下的反应速度和准确性。

实验材料,Arduino开发板、按钮开关、LED灯、蜂鸣器、导线、面包板、电阻等。

实验步骤:1. 搭建四人抢答器的电路。

首先,将Arduino开发板连接到面包板上,然后连接四个按钮开关、LED灯和蜂鸣器,确保每个元件都能正常工作。

2. 编写程序。

利用Arduino开发板的编程软件,编写四人抢答器的程序,使其能够实现按下按钮后,LED灯亮起并发出声音。

3. 进行实验。

邀请四名参与者进行实验,他们坐在四个按钮开关旁,准备好后,进行实验。

实验分为两个阶段:a. 第一阶段,正常情况下的抢答。

主持人随机出题,参与者按下按钮进行抢答,抢答正确者LED灯亮起并发出声音,同时记录下抢答的时间。

b. 第二阶段,加入干扰因素。

在第二阶段,我们在参与者抢答时加入一些干扰因素,比如在LED灯亮起后再亮起其他LED灯或者发出噪音等,测试参与者在干扰情况下的反应能力。

实验结果分析:通过实验,我们得出了一些结论:1. 在正常情况下,参与者的反应速度和准确性较高,大部分人能够快速按下按钮进行抢答,并且抢答正确率较高。

2. 在加入干扰因素后,参与者的反应速度和准确性明显下降,部分人甚至出现了按错按钮的情况,说明干扰因素对参与者的抢答能力产生了一定的影响。

结论:通过本次实验,我们验证了四人抢答器在测试参与者反应能力方面的有效性。

参与者在正常情况下表现出较高的反应速度和准确性,但在加入干扰因素后,反应能力明显下降。

因此,在实际应用中,需要考虑到干扰因素对测试结果的影响,以保证测试结果的准确性。

总结:本次实验不仅验证了四人抢答器的可行性,也对参与者在不同条件下的反应能力进行了测试。

通过本次实验,我们对抢答器的制作和使用有了更深入的了解,也为进一步研究参与者的反应能力提供了有益的参考。

以上就是本次四人抢答器实验的报告内容,谢谢阅读。

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《数字电子技术基础》课程设计任务书专业:电气工程及其自动化班级:13电气专升本学号:130732002姓名:陈云飞指导教师:耿素军二零一三年十一月二十六日四路数电抢答器一、课程设计(论文)要求及原始数据(资料):1)设计制作一个容纳4组参赛队的数字式抢答器,每组设置一抢答按钮供抢答者使用。

2)设计抢答者的输入抢答锁定电路、抢答者序号编码、译码和显示电路。

3)设计定时电路,声、光报警或音乐片驱动电路。

4)设计控制逻辑电路,启动、复位电路。

5)设计计分电路,犯规电路。

6)安装自己设计的电路和仿真。

7)写出设计报告。

二、课程设计进度:二、主要参考文献【1】阎石《数字电子电路》. 北京:高等教育出版社. 2007【2】康华光. 《电子技术基础》(数字部分). 北京:高等教育出版社. 2000【3】何小艇《电子系统设计》浙江大学出版社,2000 【4】董诗白《数字电子技术》高等教育出版社,2001【5】吕思忠《数字电路实验与课程设计》,2001专业班级 13电气专升本学生陈云飞李安瑞王菲安浩然王克强课程设计(论文) 工作截至日期 2013-12-10 课程设计评语课程设计成绩;目录1课程设计目的 (1)2设计指标 (1)3 总体框题设计 (1)4方案设计 (2)5总电路图设计 (8)6使用元件 (9)7总结 (10)8 参考文献 (11)一、课程设计目的1.掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计、组装与调试方法。

2.熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

二、设计指标(1)设计制作一个容纳4组参赛队的数字式抢答器,每组设置一抢答按钮供抢答者使用。

(2)设计抢答者的输入抢答锁定电路、抢答者序号编码、译码和显示电路。

(3)设计定时电路,声、光报警或音乐片驱动电路。

(4)设计控制逻辑电路,启动、复位电路。

(5)设计计分电路,犯规电路。

(6)安装自己设计的电路和仿真。

(7)写出设计报告。

三、总体框图设计当主持人宣布开始,定时电路开始秒脉冲电路的作用而进行倒记时,并通过译码器在显示器中显示。

报警电路给出声音提示。

当选手首先按某一开关键时,可通过触发锁存电路被触发并锁存,在输出端产生相应的开关电平信息,同时为防止其它开关随后触发而产生紊乱,最先产生的输出电平变化又反过来将触发电路锁定。

然后在译码器中译码,将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。

最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。

若有多个开关同时按下时,则在它们之间存在着随机竞争的问题,结果可能是它们中的任一个产生有效输出。

如图1.四、设计方案1、抢答器具有锁存、定时、显示和报警功能。

即当抢答开始后,选手抢答按动按钮,锁存器锁存相应的选手编码,同时用LED 数码管把选手的编码显示出来,并且开始抢答时间的倒计时,同时用LED 数码管把选手的所剩抢答时间显示出来。

而在选手按键抢答以及抢答时间倒计时到时的时候都有报警以提醒主持人和选手。

抢答时间设定9秒,报警响声持续1秒。

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。

2、方案比较方案1:采用CD4511芯片作为抢答信号的触发、锁存和译码输出。

这样虽然比较简便,但实际在实现锁存功能时比较繁琐难实现。

方案2:采用D 触发器和译码器来完成抢答部分。

虽然元件较多,但在实现锁存功能时可以简单的实现。

经过对比两方案的优缺点,决定采用抢答信号锁存简单实现的方案2。

然后利用软件Multisim 来进行仿真调试,再进行逐步改进。

3、单元电路设计及元器件选择(1)抢答电路电路如图2所示。

该电路完成两个功能:一是分辨出选手按键的先后,并锁定74LS175的功能真值表即优先抢答者的编号,同时译码显示电路显示选手编号;二是要使其他选手随后的按键操作无效。

其工作原理为:当主持人控制开关处于“清除”时,D触发器的清零端为低电平,使D触发器被强制清零,输入的抢答信号无效。

当主持人将开关拨到“开始”时,D触发器Q非端前一状态为高电平,四个Q非端与在一起为高电平,再和抢答按键信号和借位信号与在一起给D触发器的脉冲端,当没人抢答时,抢答信号为低电平,与门U11输出端为低电平给D触发器脉冲端,当一有人抢答时,抢答信号为高电平,并和U2的输出信号和借位信号与在一起,使得U11输出端为高电平给D触发器,于是D触发器就有一个上升沿,使得抢答信号经D触发器触发锁存再经过译码器74ls48译码,把相应的信号显示在数码管上。

另外,当选手松开按键后,D触发器的Q非前一状态为低电平,与在一起后给与门U11,使得U11的输出端为低电平给D触发器,则D触发器的脉冲输入端恢复原来状态,从而使得其他选手按键的输入信号不会被接收。

这就保证了抢答者的优先性及抢答电路的准确性。

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。

(2)定时电路节目主持人通过按复位键来进行抢答倒计时。

如图3。

定时9秒,把74LS192 对应的9,10,1,15四个端子预置为“1001”。

计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路555提供。

当复位开关按下时,给74ls192一个低电平,从而开始倒计时,每来一个脉冲信号进行减计数一次。

当有选手抢答或借位信号时,就使得74ls192的输入脉冲变成低电平,从而实现倒计时的停止。

再按复位键时,再一次倒计时。

(3)报警电路由74ls121和蜂鸣器构成的报警电路,但仿真中没有74ls121,因此用功能相同的MONOSTABLE VIRTUAL(后文简称A1)来代替仿真,如图4所示。

其中A1的脉冲输入端是由复位信号和Q非的与信号和借位信号与在一起来提供的。

当其中一个信号为低电平时,使得A1得到一个下降沿脉冲,从而使A1的Q端输出一个宽度为一秒的高电平,那么蜂鸣器就会响一秒。

反之,电路停振,蜂鸣器不响。

(4)时序控制电路时序控制电路是抢答器设计的关键,它要完成以下三项功能:1)主持人将控制开关拨到“开始”位置时,扬声器发声,抢答电路和定时电路进入正常抢答工作状态。

2)当参赛选手按动抢答键时,扬声器发声,抢答电路和定时电路停止工作。

3)当设定的抢答时间到,无人抢答时,扬声器发声,同时抢答电路和定时电路停止工作。

根据上面的功能要求,设计的时序控制电路如图5所示。

图5中,U2与门74ls21作为抢答的控制信号;U12与门74ls11和U13与门74ls21的作用是控制时钟信号CP的放行与禁止;U11与门74ls11的作用是控制74LS175的输人脉端,U10的作用是控制74ls121的输入脉冲端。

工作原理是:主持人控制开关从“清除”位置拨到“开始”位置时,74LS175的输出 Q!=1,U2输出为1,借位信号为1,则U12输出为1,使U13输出为1,则时钟信号CP能够加到74LS192的时钟输入端,定时电路进行递减计时。

同时,在定时时间未到时,则“定时到信号”为1,U11和U13的输出为1,使 74LS175和74ls192处于正常工作状态,从而实现功能(1)的要求。

当选手在定时时间内按动抢答键时,Q!=0,U2输出为0,封锁 CP信号,则U12输出为0,使U13输出为0,定时器停止倒计时处于保持工作状态;同时,U11的输出为1使D触发器触发而输出信号,也使U10输出为0,给了74ls121一个上升沿,使74LS121处于工作状态给蜂鸣器一个一秒的高电平,从而实现功能(2)的要求。

当定时时间到时,则“定时到信号”为0,U10输出为0,有给了74ls121一个下降沿,使 74LS121处于工作状态给蜂鸣器一个一秒的高电平,禁止选手进行抢答。

同时,U13输出为0,封锁 CP信号,使定时电路保持0状态不变,从而实现功能(3)的要求。

集成单稳触发器74LS121用于控制报警电路及发声的时间。

五四路抢答器总电路图本电路由抢答电路、定时电路、报警电路、秒脉冲产生电路等几部分组成。

抢答电路完成基本的抢答功能,即抢答开始后,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;定时电路的主要功能是完成定时抢答;报警电路的主要功能是完成对非法抢答的报警、选手抢答后的提示以及倒计时结束的提示六、元器件列表表1七、设计过程中的问题和解决办法(1)在设计方案时,遇到了信号不能锁存的问题。

经过查找资料,了解如何通过D触发器的输出信号来反馈回D触发器的脉冲端来进行锁存。

(2)在仿真时遇到了555不能仿真和没仿真元件74ls121的问题。

通过翻阅书本了解555如何准确使用和上网搜索74ls121的代替元件来解决。

(3)当焊完电路调试时,数码管没显示。

于是对照电路图来逐一检查,发现有些管脚没接上。

例如数码管的接地端没接地、74ls192的CLR脚没接地等等。

设计成品的优点与不足优点:元器件较少,功能满足要求不足:(1)在设计时,用了D触发器来进行抢答信号的筛选和锁存,在同时按下S0和S1时(其同时按下的几率较小,其可精确到微秒甚至纳秒级,但情况还是会存在的)会显示“3”,而按S2时也会显示“3”,所以显示“3”的几率大一点,但几率很小。

改良:可改用编码器和锁存器来代替D触发器。

(2)电路跳线较多,使得电路板外观不好。

改良:焊线路前应细心考虑元件的排布和线路的连接。

心得体会这一课程设计使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解,并增强了对数字电子技术这门课程的兴趣。

了解了更多电子元件的工作原理,如:74LS121、74LS48、74ls192等。

但同时也暴露出我在知识上掌握不足等缺点。

其次在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子设计软件如:Multisim等,因此使我熟悉了软件的使用,同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。

加上在设计过程中遇到了一些问题,使得我得查找相关资料,从而增长知识的同时增强解决问题和动手的能力,锻炼我做事细心、用心、耐心的能耐。

这一课程设计,使我向更高的精神和知识层次迈向一大步。

所以在以后的学习生活中,我会努力学习,培养自己独立思考的能力,积极参加多种设计活动,培养自己的综合能力,从而使得自己成为一个有综合能力的人才而更加适应社会。

参考文献[1] 王武江,陈树凯编.常用集成电路速查手册[M].北京:冶金工业出版社,2004年[2] 康华光,邹寿彬编.电子技术基础(第五版)[M]. 北京:高等教育出版,2006年[3] 邹其洪,黄智伟,高嵩等.电工电子实验与计算机仿真[M].北京电子工业出版, 2003年。

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