多路竞赛抢答器的设计

安徽工业职业技术学院

《电子技术》课程设计设计题目：多路竞赛抢答器的设计

学生姓名余张健、吕玲芳、徐宝

学号111171 53-24-45

班级11电子

系部电气工程系

指导教师胡老师

课程设计起止日期： 6.17~6.28

二0一三年六月

多路竞赛抢答器的设计

设计者：徐宝、吕玲芳、余张健

一.设计指标和设计要求

1.设计任务：

用中规模电路设计一个多路竞赛抢答器。

2.设计指标要求：

多路竞赛抢答器有八组，抢答功能若任意一组抢答器成功，则显示该组号并伴有音乐提示，其他组被封锁，不能抢答，直到裁判宣布重新开始抢答时，各组才可以进行下一组抢答。

二．选择总体方案，确定电路框图

1.抢答器电路设计框图

1.方案论证

多路竞赛抢答器由抢答电路、时序控制电路、和报警电路组成，在开始抢答后，当选手按动抢答键时能显示选手的编号并伴有音乐显示，同时能封锁其他输入电路，禁止其他选手抢答。

抢答器的作用过程时，接通电源时节目主持人将开关置于清除位置，抢答器属于禁止工作状态，LED显示灭灯，当主持人宣布开始的时候，同时将控制开关开到开始的位置，抢答器属于工作状态，当选手按抢答键时，能显示选手的编号并有音乐提示，同时封锁其他输入电路，禁止其他选手抢答，当选手抢答时，抢答器完成以下4个过程：①优先编码器立即分辨出选手的编号并由锁存器进行锁存，然后由译码器显示电路显示编码。②音乐芯片有音乐提示，③控制电路对输入编号电路进行锁存避免其他选手抢答，当选手回答问题完毕，主持人操作控制开关使系统恢复到禁止状态，以复进行下一步抢答。

二.单元电路的分析

1、直流稳压电源

T2

1

2

3

4

D 1

In 4007x 4

C 3100u F /220v

C 4

1000u F /220v

C 1

0.33u F

C 2

0.1u F

V in 1

G N D

+5V

3U 1

U A7805

+5v

G ND

变压器T2将220V 市电转化为6V~9V 交流电，二极管组成的整流桥将交流电转化为直流电，C3为滤波稳压电容，C1改善滤波电压，C2改善负载瞬态响应，C3进一步滤波稳压。 2、编码电路

8~3线优先编码器74LS148芯片的引脚图如下；

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。

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

4

1

526374E I

5A 26A 17g n d 8

A 0

9

010

111212313G S 14E 015v c c

1674LS148引脚图

安徽工业职业技术学院

- 4 - 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

3、R~S 锁存电路

74LS279的引脚和功能表如下；

12345678

9

1011121314151674LS279引脚图

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74LS279的功能；4个锁存器中具有2个置位端SA,SB ，当S 为低电平，R 为高电平时，输出为Q 为高电平，当S 为高电平，R 为低电平，输出为Q 为低电平。当S 和R 均为高电平时，输出被锁在已建立的电平，当S 和R 均为低电平时，输出为稳定的高电平状态，对SA ，SB ，S 的低电平表示只要有一个为低电平，S 的高电平表示SA 和SB 均为高电平，1Q~4Q 表

4、译码驱动和显示电路

芯片74LS48的引脚功能及真值表；

显示译码器由译码器配合使用，最常用的是BCD 七段译码器，其输出驱动七七个信号，由于74LS48输出是高电平有效，所以配接的数码管必须采用共阴极接法。 功能表如下：

74LS48芯片引脚图

12345678

9

10111213141516

进制数LT RBI

A3A2A1A0 a b c d e f g

0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0

1 1 ×0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0

2 1 ×0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1

3 1 ×0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1

4 1 ×0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1

5 1 ×0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1

6 1 ×0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1

7 1 ×0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

8 1 × 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

9 1 × 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1

灭

灯

××××××0 0 0 0 0 0 0 0

灭

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

5、0变8电路

3~3输入或非门芯片74LS27

74LS27为三组三输入端或非门（正逻辑），共有7427,

74LS27两种线路形式，其主要电特性的典型值如下：

双列直插式

极限值电源电压7V

输入电压5.5V

工作温度0~70 o C

存储温度-60 o C~150 o C

6、门控电路

RS触发器由2个与非门组成

74LS00为4~2输入与非门TTL芯片电路中用到2片

74LS00组成非门

A

B

Y

74LS00组成RS触发器

A

1

1

B

1

2

A

2

3

B

2

4

C

2

5

Y

2

6

g

n

d

7

Y

3

8

A

3

9

B

3

1

C

3

1

1

Y

1

1

2

C

1

1

3

v

c

c

1

4

74LS27芯片引脚

74LS00芯片引脚1

A

1

1

B

2

1

Y

3

2

A

4

2

B

5

2

Y

6

g

n

d

7

3

Y

8

3

A

9

3

B

1

4

Y

1

1

4

A

1

2

4

B

1

3

v

c

c

1

4