电子信息工程-8路抢答器实验报告

《课程设计报告》

8路抢答器

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目录

一、任务与要求 (2)

1、基本功能 (2)

2、扩展功能 (3)

二、8路抢答器工作原理 (3)

1、电源部分 (3)

2、抢答器部分 (4)

3、定时部分 (5)

4、时序控制报警部分 (6)

5、计分部分 (7)

三、系统总原理图 (9)

四、收获体会 (9)

一、任务与要求

1、基本功能

●抢答器同时供8名选手，分别用8个按钮S0 ~ S7表示。

●设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

●抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发

出声响提示，并在七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

2、扩展功能

●抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如20秒）。

当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时。如果定时时间已到，无

人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。

●设置一个计分电路，具有加减分功能，加减分以10分为基准，并在数

码管上显示得分情况。

二、8路抢答器工作原理

1、电源部分

（1）、原理

输入交流220V通过电压变压器，再通过桥式整流电路和极性电容滤波，在固定式三端稳压器的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常

常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)。此直流电压经过三端稳压器的稳压和其后的极性电容滤波便在稳压电源的输出端产生了精度高、稳定度好的直流输出电压。

（2）、原理图

2、抢答器部分

（1）、原理

当开关S置于闭合时，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置于断开时，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。

（2）、测试结果

当开关S开关闭合时，选手按键也不能抢答。当开关断开后，选手们可以抢答，并锁存优先抢答者的编号，同时译码在七段数码管上显示编号；此时其按键操作无效。当开关再次闭合再断开才可以进行下一回抢答。

（3）、原理图

3、定时部分

（1）、原理

由555定时器产生秒脉冲，2块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上。其中通过74LS192的预置数控制端实现预置数，先设定了抢答的时间为20秒。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；如果没有人抢答，且倒计时时间到时，借位输出端输出低电平到时序控制电路，控制报警电路报警，同时以后选手抢答无效，数码管显示“00”.

（2）、测试结果

当开关S断开，开始倒计时，有人抢答，倒计时显示停留在抢答时间，若倒计时20S完，无人抢答，倒计时将停止，并显示“00”。

（3）、原理图

4、时序控制报警部分

（1）、原理

通过单稳态触发芯片74LS121控制555是否产生脉冲，控制报警电路。当74LS121的管脚3或4其中一个为低电平时，管脚6输出高电平，到555芯片管脚4,555管脚3输出脉冲到音频放大器的输入端，经过两个OP07的电压放大，再经LM1875进行功率放大，喇叭发声。

（2）、测试结果

当有人抢答或倒计时完时，74LS121的管脚4的输入为“0”，则其管脚6的输出为高电平，从而控制555产生脉冲，通过音频放大电路驱动喇叭发声。重新清零后，喇叭声停。

（3）、原理图

5、计分部分

（1）、原理

由555定时器产生秒脉冲，2块实现加法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上。当74LS92的管脚4端为高电平，管脚5接秒冲信号时，74LS92做加法计数。开关S3断开时，两个74LS48显示预置数“00”。当开关S3闭合后，74LS192可以开始计数，秒冲接控制十位74LS192的管脚5，闭合开关S2，则加十分。若中途断开开关S3，则分数清零。

（2）、测试结果

闭合开关S3,74LS48显示“00”，闭合开关S2一次，分数加十分，可加至90分。若重新断开开关S3，分数清零，需重新闭合开关S3，才能重新计分。

（3）、原理图

三、系统总原理图

四、收获体会

本次电子课程设计实习将理论与实践有机地结合，既考查了同学对理论知识的掌握程度，由反映了实际动手能力，更主要的是考查了同学对知识的综合运用以及创新设计思维能力，为今后的发展提供了一次良好的学习环境。

针对课设题目八路抢答器，一开始还没有头绪，不会运用所学知识进行有效设计，但通过上网查阅各种类似的设计，去图书馆翻阅相关设计书籍，查阅所提供的芯片功能，确定基本设计方案，又通过仿真验证试验方案的可实行性，虽说比较烦杂但却对设计一个电路有了基本的经验。