8路智力竞赛抢答器课程设计

西安翻译学院课程设计报告

院系：西安翻译学院信息工程学院

课程名称：数字电子技术

设计题目：智力竞赛抢答器

专业：通信技术

班级：

学号：

姓名：

指导教师：

设计时间： 2010.12.5—2010.12.24

二○一○年十二月二十日

课程设计任务书

设计题目八路智力竞赛抢答器

学生姓名专业通信技术班级

设计要求：

1．8人参赛每人一个按钮，选手每人一个抢答按钮,按钮编号与选手编号相同.

2、主持人有控制开关，可以手动清零。；

2．抢答器具有优先；

3．有人抢答时，喇叭响两秒钟；

4．答题时限为10秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0、9、8…1、0；倒计时到0的时候，喇叭发出两秒声响。

学生应完成的工作：

1.按照要求做出总体设计方案，并写出流程图

2.根据系统流程图，进行在线仿真，并验证程序的正确性

3. 依照仿真结果完成课程设计的主体部分

4. 依据课程设计要求完成课程设计任务书

参考文献阅读：

[1]《电工电子基本技能实训》北京大学出版社2006-06

[2] 王建新、姜萍主编《电子线路实践教程》科学出版社2005-05。

[3] 何书森《实用数字电路原理与设计速成》福建科学技术出版社2006-06

工作计划：

12.5 ——12.13 与组员讨论分析设计任务，提出总体设计方案（设计方法、程序流程图），

并向指导老师说明；

12.14 ——12.20 确定方案，分析数据，设计实验，进行仿真，搭实际电路；

12.21 ——12.24 完成设计报告。

任务下达日期：2010 年12 月 5 日

任务完成日期：2010 年12 月26日

指导教师（签名）：学生（签名）：

目录

1.智力竞赛抢答器设计目的 (3)

2.智力竞赛抢答器的设计内容和要求 (3)

2.1设计内容 (3)

2.2设计要求 (3)

3.课程设计报告内容 (4)

3.1 总体设计方案 (4)

3.2 给定器件 (6)

3.4故障分析与电路改进 (7)

3.5部分重要原件引脚图及其功能表 (8)

4.总结 (9)

5、参考资料 (9)

1.智力竞赛抢答器设计目的

1、结合所学的数字电路的理论知识来完成数字电路课程设计。

2、在数字电路的课程设计中，熟悉数字电路的逻辑设计过程以及集成555的使用。

3、学会利用仿真软件设计电路。

2.智力竞赛抢答器的设计内容和要求

2.1设计内容

⒈设计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，

他们的编号分别是1、2、3、4、5、6、7、8，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。

⒉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

码管灭灯)和抢答的开始。

⒊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，同时蜂鸣器给出音响提示。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到主持人将系统清零为止。

4.用中小规模集成电路组成智力竞赛抢答器电路，画出各单元电路图和总体逻辑框

图，正确描述各单元功能，合理选用电路器件，画出完整的电路设计图以及写出设计总结报告

2.2设计要求

1．8人参赛每人一个按钮，选手每人一个抢答按钮,按钮编号与选手编号相同.

2、主持人有控制开关，可以手动清零。；

2．抢答器具有优先选择权,但先摁的为先；

3．有人抢答时，喇叭响两秒钟；

4．答题时限为10秒钟，从有人抢答开始，用数码管倒计时间，0、9、8…1、0；倒计时到0的时候，喇叭发出两秒声响。

3.课程设计报告内容

3.1 总体设计方案

路设计电方框图如图1, 设计电路如图2所示。电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 来完成。该电路主要完成两个功能：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（显示电路采用七段数字数码显示管）；二是禁止其他选手按键，其按键操作无效。

图一:

图2

工作过程：开关S置于"清除"端时，RS触发器的 R、S端均为0，4个触发器输出置0，使74LS148的优先编码工作标志端（图中5号端）＝0，使之处于工作状态。当开关S置于"开始"时，抢答器处于等待工作状态，当有选手将抢答按键按下时（如按下S5），74LS148的输出经RS锁存后，CTR=1,RBO(图中4端) =1,七段显示电路74LS48处于工作状态，4Q3Q2Q=101,经译码显示为“5”。此外，CTR ＝１，使74LS148 优先编码工作标志端（图中5号端）＝１，处于禁止状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的此时由于仍为CTR＝１，使优先编码工作标志端（图中5号端）＝１，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号，保证了抢答者的优先性。如有再次抢答需由主持人将S开关重新置“清除”然后再进行下一轮抢答。74LS148为8线－3线优先编码器，表1为其功能表。

74LS148功能表:

表一:

3.2 给定器件

1、5V稳压电源。

2、集成电路74LS148 2片，74LS279 2片，74LS48 4片。

3、电阻 510Ω 2只，1KΩ 2只，100kΩ 2只，10kΩ 12只， 15kΩ 2只， 68k Ω 2只。

4、电容 0.1uF 5只，10uf 5只，100uf 2只。

5、三极管 3DG12 1只。

6、其它：发光二极管2只

3.3 调试

在通电之前必须对照原理图对线路进行详细的检查，这是非常重要的一点，如果有连接错误的地方须及时纠正。调试可以分为两大步进行：

1、分块调试

将整个电路划分为抢答电路和计时电路两大块，先测试抢答电路，开关处于清除端，通电后代表选手编号的显示器是灭的，然后将开关拨向开始抢答，显示器仍是灭的，闭合代表选手的其中一个开关，显示器显示选手编号，断开此开关再闭合其他任意开关，显示器仍显示刚才的数字则表明抢答电路正常；通电后代表计时的两个显示器显示预置的时间20，开关从清除端拨向开始，然后显