四路抢答器设计实验报告

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四路抢答器-数电设计性实验报告

四路抢答器-数电设计性实验报告

课程设计说明书课程名称:数字电子技术课程设计题目:四路智能抢答器学生姓名:专业:电子信息科学与技术班级:电子11-2学号:34指导教师:日期: 2013 年 3 月 29日四路智能抢答器一、设计任务与要求1.当某台参赛者按下抢答开关时,由数码管显示该台编号并伴有声响。

同时,其他参赛者不能再抢答,主持人也不能接收其他输入信号。

2.电路具有定时功能。

要求回答问题的时间≤30秒(显示为29~00),时间显示采用倒计时方式。

当达到限定时间时,发出声响提示。

3.具有计分功能。

每组参赛者起始分为100分,抢答后由主持人计分,答对1次加10分,否则减去10分4.在复位状态下台号数码管不作任何显示(灭灯)。

5.答题时间还剩5s时,每秒发出提示声音。

;二、方案设计与论证对所给出的要求作出以下分析1.主持人有开始键和复位键,按下开始键后才能开始抢答,否则犯规。

2.避免抢答犯规,每个台都装有报警器,在主持人没有开始之前如果发出响声则犯规。

正常抢答,抢答时会显示抢答成功的台号(台号分别为1,2,3,4)。

3.参赛者抢答成功后,答题在30秒之内完成。

有数码管显示时间,和提醒参赛者尽快答题。

4.完成一轮答题之后有主持人给答题者计分,每人刚开始为100分,答对加10分,答错扣10分。

主持人需要一个计分板。

对要求分析,可得到简单的思路:接通电源后,主持人将开关拨到"清零"状态,抢答器处于禁止状态,主持人将开关置;开始"状态,宣布"开始"抢答器工作。

选手在定时时间内抢答时,抢答器完成,抢答后显示台号,答题定时器显示设定时间;定时器倒计时。

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。

三、单元电路设计与参数计算四路抢答器主要分三个电路:抢答电路,计时电路,计分电路。

四路抢答器实验报告总结精简版

四路抢答器实验报告总结精简版

四路抢答器实验报告总结(精简版)一、实验目标本实验旨在通过电路设计及实践,掌握抢答器的工作原理及电路实现,理解并掌握基本的时间竞争和优先级判决原理。

二、实验原理抢答器是一种具有时间竞争特性的电路,其核心原理是优先级判决。

在抢答器中,每个参赛者都有一个独立的按钮和一个LED灯,当其中任意一个按钮被按下时,相应的LED灯会亮起,同时其他按钮即使被按下也不会有反应,直到下一次按下按钮为止。

三、实验步骤与问题解决1.电路设计:首先,我们根据抢答器的功能需求设计了电路图。

在设计中,我们采用了四个独立按键和四个LED灯,以及一个四输入的与非门。

与非门的作用是当任意一个输入为低电平时,输出为高电平。

2.电路搭建:按照设计的电路图,我们使用电子元器件在实验板上进行了搭建。

在搭建过程中,我们确保每个部件的连接都正确无误。

3.编程实现:我们使用微处理器对电路进行控制。

当按键被按下时,微处理器通过读取输入状态,控制与非门和LED灯的工作状态。

4.调试与测试:在完成电路搭建和编程后,我们对电路进行了调试和测试。

我们发现,当多个按钮同时被按下时,可能会出现LED灯闪烁或部分不亮的情况。

经过分析,我们发现这是由于微处理器的处理速度限制,无法同时处理所有按键的信号。

为了解决这个问题,我们优化了编程代码,采用轮询方式逐个处理按键信号,从而解决了同时按下多个按钮可能引起的闪烁和不亮问题。

四、实验结果与分析经过实验验证,我们的四路抢答器能够实现预期的功能。

在实验过程中,我们通过不断调整和优化电路设计和编程代码,解决了多个按键同时按下可能引起的闪烁和不亮问题。

这表明我们的抢答器在实现时间竞争和优先级判决方面具有较高的可靠性。

五、实验总结与展望通过本次实验,我们深入了解了抢答器的工作原理及电路实现方法,掌握了基本的时间竞争和优先级判决原理。

同时,我们也发现了一些可以进一步改进的地方。

例如,我们可以考虑采用更先进的微处理器或优化现有的编程算法,以提高抢答器的响应速度和处理能力。

4路抢答器课程设计报告

4路抢答器课程设计报告

4路抢答器课程设计报告课程设计报告:4路抢答器一、设计背景和目标抢答器是一种常见的教学装置,用于增强学生参与课堂互动和竞争的积极性。

为了提高现有抢答器的性能和功能,本次设计决定设计一款4路抢答器,以满足现代教育教学的需求。

本设计旨在通过增加抢答器的路数,提高课堂互动和竞争的效果,促进学生参与讨论和思考,培养学生的团队合作和竞争精神。

二、需求分析1.提高路数:既有的抢答器系统只能支持单一路数,不利于多个学生同时参与抢答活动,因此设计4路抢答器,以支持更多学生参与抢答。

2.精准识别:抢答器需要准确识别学生按下按钮的时间顺序,并显示该学生抢答的排名,以减少争议和纠纷。

3.考虑后续扩展:设计的抢答器具备一定的可扩展性,以满足未来可能增加的路数需求。

4.易于使用:抢答器的使用应简单方便,对教师和学生来说操作简单、直观。

三、系统设计1.硬件部分:抢答器由中控主机和多个答题器组成。

中控主机负责控制答题器的启动、暂停和排名显示,答题器则用于学生参与抢答。

中控主机需要具备多路输入和输出接口,以支持多个答题器的同时工作。

2.软件部分:中控主机需要具备按键扫描、计时、显示学生抢答排名等功能。

答题器则需要具备按键输入和与中控主机的通信功能。

四、应用场景本款4路抢答器适用于中小学课堂教学。

教师可以通过抢答器让学生在课堂上积极回答问题,增强学生对知识点的理解和记忆。

在团队竞赛中,抢答器也可以作为评分工具,用于记录团队的答题水平。

五、教学效果和可操作性评价1.教学效果:抢答器可以增强学生的参与度和互动性,培养学生的团队合作和竞争精神,促进学生思考和讨论,提高教学效果。

2.可操作性评价:抢答器的设计考虑到了简单方便的操作,教师和学生只需按下按钮即可完成相应操作,无需复杂的设置和操作过程,易于上手和使用。

六、结论本次设计的4路抢答器满足了现代教育教学的需求,提高了学生参与度和互动性。

通过抢答竞赛,可以培养学生的竞争意识和思考能力。

四路抢答器设计报告

四路抢答器设计报告

四路抢答器设计报告专业:物理学班级:09物理学2班姓名:xxx 学号:1226姓名:xxx 学号:1251姓名:xxx 学号:1225姓名:xxx 学号:1208姓名:xxx 学号:1231指导老师: xx日期:2012年6月12日摘要抢答器作为一种工具,已广泛应用于各种智力和知识竞赛场合。

本设计是以四路抢答为基本理念,考虑到依需要设定限时和记数的原理,利用AT89C52单片机以及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/ 计数器定时和记数的原理,将软件、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间。

用开关做键盘输出,蜂鸣器给出声响提示。

同时系统能够实现:抢答开始后,若有选手先按动抢答按钮,该选手编号就会在显示器上显示同时蜂鸣器会发出音响,而且禁止其他选手抢答。

优先抢答的选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。

抢答器同时具有限时抢答功能。

当主持人按下按钮后,定时器开始倒计时,并显示倒计时时间(15s)。

如果时间已到,无人抢答,则本次抢答无效。

本次实验巧妙运用单片机技术,大大的减少了电路的复杂性。

关键词:AT89C52 数码管抢答器计时目录一、设计任务和要求 (4)二、方案的选择的论证 (5)三、原理图 (7)四、电路图及工作原理 (9)五、组装与调试 (10)六、电路的特点 (12)七、元器件列表 (13)八、参考文献 (13)九、感想和体会 (13)十、附录 (17)一、设计任务及要求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。

由主持人控制抢答开始开关和系统清零开关,用数码管抢答倒计时间,由“15”倒计到“00”时,无人抢答,蜂鸣器给出响声提示。

选手抢答时,数码管上显示选手组号,同时蜂鸣器给出响声提示,倒计时停止。

2、设计要求1)抢答器同时供4名选手,用1、2、3、4表示4名选手,选手各用一个抢答按钮,按键的编号与选手的编号相对应。

2)主持人控制两个按钮,作用是整个系统的清零以及抢答的开始。

数字四路抢答器设计报告

数字四路抢答器设计报告

数字四路抢答器设计报告一、设计目的1.学习数字电路中各种集成芯片和D触发器、CP时钟脉冲源等单元电路的综合运用;2.熟悉带有计时功能的数字四路抢答器的工作原理;3.了解简单数字系统的设计、调试及故障排除方法。

二、功能实现1.抢答器可容纳四组队员参赛,具有1抢答优先权。

每组设置一个按钮,供抢答使用。

2.抢答器具有第一信号鉴别和锁定功能,使除第一抢答者外的其他抢答无效。

3.设置一个主持人复位按钮,对抢答过程实现清除和开始状态控制。

4.主持人复位后开始抢答,第一位号鉴别所存电路得到信号后,指示灯显示抢答组别,同时扬声器发出音响。

5.设置一个计时电路,对应于抢答过程的四个进程:20s的抢答计时,抢答计时结束,40s 的答题计时,答题计时结束。

主持人通过操作该单元电路的复位开关实现对抢答过程中不同进程的控制。

6.设置4个LED指示灯显示抢答过程当前所在进程。

三、总体设计框图四、设计原理该数字四路抢答器设计电路主要由四部分组成:数字抢答电路、译码显示电路、可预置时间的定时电路以及报警电路。

其中,数字抢答电路包括了编码电路和锁存电路,实现对信号的编码和所存功能,防止二次抢答的问题;译码显示电路将首次抢答的选手编号直观地显示出来;在定时电路中,主持人可通过时间预设开关预设抢答时间和答题时间,且系统将完成自动计时;报警电路则起到声报警功能,当在规定的时间内实现有人按下抢答开关时,系统中的蜂鸣器将发出警报声,提示主持人已有人抢答,实现报警功能。

接通电源后,将开关拨到“清除”状态,抢答器处于禁止状态,编号显示器不亮;将开关置于“开始”状态且将计时部分置于“20s抢答计时”进程,抢答器开始工作。

在0~20s 时间内如果没有人抢答,则视为弃权;如果有人按键,则抢答器完成优先判断、编号锁存、编号显示和蜂鸣发音四项功能。

抢答结束后,主持人通过操作复位开关,继续进入“40s答题计时”阶段,完成40s的答题过程。

当一轮抢答结束后,如果再次抢答,主持人必须再次操作“清除”和“开始”状态开关进入下一轮抢答。

四路抢答器实训报告

四路抢答器实训报告

四路抢答器实训报告
实训背景
为了提高学生的思维活跃性,教学实践课程设计中给出的实训内容为四路抢答器。

四路抢答器是Based on Sound信号的抢答器,对电子电路、传感技术、数字
信号处理有很好的应用。

实验内容
设计原理
四路抢答器的设计原理是基于Infrared红外线传感器(发射管和接收管)检测
差异信号起到不同的角色,对于不同信号的区分使用数字信号处理DSP,实现抢答过程的控制。

实验器材
1.STM32F1开发板
2.红外线接收管和发射管
3.数字信号处理器(DSP)
4.蜂鸣器
实验步骤
1.设计电路图
2.使用Keil软件编程,对STM32F1进行初始化
3.设置红外线接收管和发射管的引脚连接
4.定义差异信号的处理方法
5.实现选手抢答器的响应和提示
实验结果
经过实验,设计的四路抢答器实现了基于声传感的抢答过程的控制。

通过响应
和提示,实现了学生思维活跃性的提高,成为一款有很好应用价值的教学实践工具。

实验中,我们掌握了基于声传感的电路设计方法和数字信号处理的关键技术,
对STM32F1开发板、红外线传感技术和数字信号处理有了深入了解。

同时,了解
了抢答器的实际应用、应用价值和市场情况,对未来进一步的研究和开发具有积极的作用。

四路抢答器的实训报告

四路抢答器的实训报告

四路抢答器的实训报告一、实训目的本次实训的目的是学习和掌握四路抢答器的工作原理、组装方法以及使用技巧,提高学生们对电子电路的理解和实践能力。

二、实训内容1. 抢答器原理四路抢答器是一种常用于比赛、考试等场合的设备,其原理是通过控制电路中继电器的开关状态,使得只有按下按钮的选手才能够发出声音。

具体来说,当选手按下按钮时,按钮上方的微动开关会闭合,使得对应的继电器吸合,从而将该选手对应的喇叭接通。

同时,其他选手所按下的按钮则不能接通喇叭。

2. 抢答器组装为了完成本次实训,我们需要准备以下材料:四路抢答器PCB板、继电器、按钮开关、LED灯等元件。

首先,在PCB板上焊接好所有元件,并按照原理图连接好各个部分之间的线路。

然后进行调试,在确保各个部分正常工作之后,将整个电路固定在盒子内,并安装好外部开关和喇叭。

3. 抢答器使用在使用过程中,首先需要将四个喇叭和电源线连接好,并将整个设备接通电源。

然后,选手按下自己对应的按钮,如果该选手先按下,则他的喇叭会发出声音,其他选手则不能发声。

在比赛或考试中,可以通过这种方式来进行抢答。

三、实训过程1. 抢答器原理在实训开始前,我们首先学习了四路抢答器的原理。

通过学习原理图和电路图,我们了解到抢答器是如何工作的,并且明白了各个部分之间的联系和作用。

2. 抢答器组装在熟悉了抢答器的原理之后,我们开始进行组装。

首先,我们需要准备好所有元件,并根据原理图焊接好PCB板上的元件。

然后,我们将各个部分之间的线路连接起来,并进行调试。

在调试过程中,我们发现有些元件没有焊接好或者连接不良等问题,需要及时修复。

3. 抢答器使用在完成组装和调试之后,我们开始使用抢答器进行实践操作。

首先需要将四个喇叭和电源线连接好,并将整个设备接通电源。

然后,在按下按钮时可以听到对应喇叭发出声音。

通过多次测试和比较,我们发现抢答器的响应速度很快,而且稳定性也非常好。

四、实训总结通过本次实训,我们不仅学习了四路抢答器的工作原理和组装方法,还掌握了其使用技巧和注意事项。

四路竞赛抢答器实习报告

四路竞赛抢答器实习报告

一、实习目的通过本次实习,使学生掌握四路竞赛抢答器的原理和设计方法,提高学生的动手能力和实践能力,培养学生的创新思维和团队合作精神。

二、实习内容本次实习主要涉及以下内容:1. 四路竞赛抢答器原理分析四路竞赛抢答器是一种具有优先输出的电子电路,主要用于各类竞赛中的抢答。

在四路抢答器中,每组选手有一个抢答按钮,当主持人按下开始按钮后,选手按下抢答按钮,抢答器会显示抢答成功的选手编号,并发出音响提示。

2. 四路竞赛抢答器硬件设计四路竞赛抢答器的硬件设计主要包括以下几个部分:(1)按键电路:包括四个选手抢答按钮和一个主持人开始按钮。

(2)锁存电路:用于锁存抢答成功的选手编号。

(3)译码显示电路:将锁存的选手编号转换为数码管显示。

(4)音响电路:用于发出音响提示。

(5)定时电路:用于设定抢答时间。

3. 四路竞赛抢答器软件设计四路竞赛抢答器的软件设计主要包括以下几个部分:(1)按键扫描:扫描选手抢答按钮和主持人开始按钮的状态。

(2)锁存处理:当抢答按钮被按下时,将抢答成功的选手编号锁存。

(3)译码显示:将锁存的选手编号转换为数码管显示。

(4)音响提示:当抢答成功时,发出音响提示。

(5)定时处理:设定抢答时间,并在时间到时发出音响提示。

三、实习过程1. 理论学习首先,我们学习了四路竞赛抢答器的原理和设计方法,了解了硬件设计和软件设计的具体内容。

2. 硬件制作根据设计图纸,我们按照以下步骤制作了四路竞赛抢答器的硬件:(1)焊接按键电路:焊接四个选手抢答按钮和一个主持人开始按钮。

(2)焊接锁存电路:焊接锁存电路所需的元器件。

(3)焊接译码显示电路:焊接译码显示电路所需的元器件。

(4)焊接音响电路:焊接音响电路所需的元器件。

(5)焊接定时电路:焊接定时电路所需的元器件。

3. 软件编写根据设计要求,我们编写了四路竞赛抢答器的软件,包括按键扫描、锁存处理、译码显示、音响提示和定时处理等功能。

4. 系统调试在硬件制作和软件编写完成后,我们对四路竞赛抢答器进行了系统调试,确保各个功能正常运行。

四路抢答器设计报告

四路抢答器设计报告

电子课程设计题目:抢答器电路设计系别:电气与电子工程系专业:自动化姓名:学号:指导教师:奥特曼河南城建学院2011年6月19日一、设计目的1、学习数字电路中的优先编码器、锁存器 、多谐振荡器、译码器、数据显示管 的综合应用。

2、熟悉抢答器的工作原理3、了解数字系统设计,调试及故障排除方法。

二、设计要求1、四组参赛者进行抢答,当抢答组按下抢答按钮时,抢答器能准确的判断 出抢答者。

2、抢答器应具有互锁功能,及某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢答。

3、抢答器应具有限时功能,及限制抢答时间、答题时间等,要求显示时间 数据。

4、系统具有一个总的复位开关。

三、电路的总体结构 1,方案比较 一, 方案一1、电路的总体原理框图抢答电路选用优先编码器 74LS148 和锁存器 74LS297 来完成。

该电路主要完定时电路译码器电路显示电路秒脉冲产生电路优先编码器电路控制电路抢答按钮锁存器主持人控制开关译码器显示电路成两个功能: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。

定时电路原理及设计:该部分主要由555定时器秒脉冲产生电路、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74LS48译码电路和1个7段数码管即相关电路组成。

具体电路如图所示。

一块74LS192实现减法计数,通过译码电路74LS48显示到数码管上,其时钟信号由时钟产生电路提供。

按键弹起后,计数器开始减法计数工作,并将时间显示在七段数码显示管上,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,输出低电平到时序控制电路,同时以后选手抢答无效。

结合我们的实际经验及考虑到元器件的成本,我们选择的电阻值为R1=15K,R2=68K,C=10uF,代入到上式中即得,即秒脉冲。

二,方案二抢答电路:使用74ls175作为锁存电路,当有人抢答时,利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零,74ls175立即被锁存,这时抢答无效,使用74ls148作为编码器,对输入的型号进行编码,输出4位的BCD码,再将这四位的BCD 码输入共阴数码管里显示出抢答者的编号。

四路智力竞赛抢答装置实验报告

四路智力竞赛抢答装置实验报告

四路智力竞赛抢答装置一、实验目的1、 学习数字电路中D 触发器、分频电路、多谐振荡器、CP 时钟脉冲源等单元电路的综合运用。

2、 熟悉智力竞赛抢赛器的工作原理。

3、 了解简单数字系统实验、调试及故障排除方法。

二、实验原理图8-1为供四人用的智力竞赛抢答装置线路,用以判断抢答优先权。

a .四路抢答主电路c. 1KHz 非对称型多谐振荡器 b. 指示灯隔离驱动电路图8-1智力竞赛抢答装置原理图图中F1为四D触发器74LS175,它具有公共置0端和公共CP端,引脚排列见附录;F2为双4输入与非门74LS20;F3是由74LS00组成的多谐振荡器;F4是由74LS74组成的四分频电路,F3、F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源,抢答开始时,由主持人清除信号,按下复位开关S1,74LS175的输出Q1~Q4全为0,所有发光二极管LED均熄灭,当主持人宣布“抢答开始”后,首先作出判断的参赛者立即按下开关,对应的发光二极管点亮,同时共同的信号灯或蜂鸣器发出接通信号,通过与非门F2送出信号锁住其余三个抢答者的电路,不再接受其它信号,直到主持人再次清除信号为止。

三、实验设备与器件1、+5V直流电源2、逻辑电平开关3、逻辑电平显示器4、双踪示波器5、数字频率计6、直流数字电压表7、74LS175、74LS20、74LS74、74LS008、继电器、灯泡9、开关5个、导线若干四、实验内容1、测试各触发器及各逻辑门的逻辑功能。

试测方法参照实验二及实验九有关内容,判断器件的好坏。

2、按图8-1接线,抢答器五个开关接实验装置上的逻辑开关、发光二极管接逻辑电平显示器。

3、断开抢答器电路中CP脉冲源电路,单独对多谐振荡器F3及分频器F4进行调试,调整多谐振荡器10K电位器,使其输出脉冲频率约4KHz,观察F3及F4输出波形及测试其频率。

4、测试抢答器电路功能接通+5电源,CP端接实验装置上连续脉冲源,取重复频率约1KHz。

(1)抢答开始前,开关K1、K2、K3、K4均置“0”,准备抢答,将开关S置“0”,发光二极管全熄灭,再将S置“1”。

四路抢答器实验报告

四路抢答器实验报告

四路抢答器计算机与信息工程学院2008级非师范班** 2008*******指导教师戚桂美讲师摘要抢答器在比赛中有很大的用途,它能准确公正直观的判断出第一抢答者。

通过抢答器的指示灯显示,数码显示指示出第一抢答者。

本文用了2D触发器74LS74,四输入与非门74LS20,二输入与非门74LS00等芯片的组合来完成抢答的功能实现.关键词2D触发器;数码显示;四输入与非门1设计任务及主要技术指标和要求1.1抢答器的说明设计一台可供4路智力竞赛抢答器。

每个参赛队面前对应一个抢答按钮,由主持人控制抢答开始结束,主持人按钮开始时,有声音响起,此时开始抢答;首先抢答的小组,有声光指示,并用显示小组的编号,此时其他组抢答将计无效。

1.2 设计任务和要求(1). 设计一个可以容纳4名选手或4个代表队比赛的抢答器。

(2). 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。

(3). 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,并将优先抢答选手的编号保持到显示器上,直到主持人将系统清除为止。

2引言智力竞赛是一种生动活泼的教育形式和方法,通过抢答和必答两种方式能引起参赛者和观众的极大兴趣,并且能在极短时间内,使人们增加一些科学知识和生活常识。

3工作原理该抢答器由复位电路抢答器触发器LED显示电路和蜂鸣器组成,如下图所示. 抢答器由二个74LS74和74LS00,74LS20组成抢答部分。

显示部分由74ls32和LED显示组成的。

开始时,当主持人按钮还未按是,CLR为0,所以输出Q1-Q4为0,所以发光二极管全为灭的;当主持人按钮按下时CLR为1,可以输入,谁先抢答,相应的谁的灯亮,利用74ls00和74ls20输出的是cp等于0,锁存其他的,不能使其他的输出。

4电路组成部分电路由选手开关电路、主持人开关电路、触发锁存电路、时钟脉冲电路、抢答电路和显示电路组成。

5设计步骤及方法(1)通过从图书馆查资料初步了解了数字钟的基本原理,根据基本原理自己画出基本的电路图。

4路抢答器课程设计报告

4路抢答器课程设计报告

4路抢答器设计报告目录一.设计任务和要求11.1设计目的11.2设计任务21.3设计要求2二.设计的方案的选择与论证2三.电路设计计算与分析33.1锁存电路的设计33.2编码器电路的设计43.3译码器电路和数码管显示电路的设计53.4倒计时电路的设计73.5时钟电路的设计93.5整体电路(具体清晰电路请详见附件)9四.总结及心得10五.附录12六.参考资料12一.设计任务和要求1.1设计目的(1)掌握数字抢答器的设计方法。

(2)学会安装与调试由分立器件与集成电路组成的多级电子电路小系统。

1.2设计任务设计四路抢答器,具体要求如下:(1)主持人按动启动按钮,抢答开始,同时开始10秒的倒计时;(2)四名抢答选手编号分别为1-4,各自控制一个按钮进行抢答,有人按下时,扬声器给出声音提示,倒计时电路停止计时,同时显示抢答选手的,。

(3)选用7段LED做显示器。

1.3设计要求(1)合理的设计硬件电路,说明工作原理及设计过程,画出相关的电路原理图(运用Multisim电路仿真软件);(2)选择常用的电器元件(说明电器元件选择的过程和依据);(3)对电路进行局部或整体仿真分析;(4)按照规要求,按时提交课程设计报告(打印或手写),并完成相应答辩。

二.设计的方案的选择与论证抢答电路:使用74ls175作为锁存电路,当有人抢答时,利用锁存器的输出信号号将时钟脉冲置零,74ls175立即被锁存,同时蜂鸣器鸣叫,这时抢答无效,使用74ls148作为编码器,对输入的型号进行编码,输出4位的BCD码,再将这四位的BCD码输入共阳极数码管里显示出抢答者的编号。

主持人电路:;利用74ls190计数器作为倒计时的芯片,当主持人按下抢答按钮时,74ls190被置九,同时将显示上次抢到题目的选手编号的数码管清零,并开始倒计时,,并通过74ls47编码器将记时时间进行编码,并送到7段共阳极数码管,显示此时的时间。

假如在9秒有人抢答,则计数器停止倒计时,将锁存器锁存,禁止选手抢答,蜂鸣器鸣叫。

四路抢答器报告

四路抢答器报告

1.前言在电子科学技术高速发展的今天,高科技产品越来越多的应用在我们的日常生活中,每时每秒我们都能感受到产品的更新换代。

产品乃至技术更新的速度都让人难以想象。

像日常我们工作所用的电脑、手机等等,这些高科技产品给我们带来了极大的方便,但这要归功于科学技术的高速发展。

数显抢答器是我们单片机课程所要设计的课题。

数显抢答器整个电路包括开关电路、显示电路、复位控制电路和声音提示电路几个部分。

本文介绍的4路数显抢答器电路设计新颖具有电路结构简单、功能性强、成本较低、操作方便、灵敏可靠等优点,经使用效果良好,具有较高的推广价值,适用于工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛,为竞赛的公平公正提供有利的保证。

2.设计要求本设计以 AT89C51单片机为核心设计的四路抢答器方案是:主持人按下抢答开始键,立刻进入抢答倒计时,用定时器T0进行1s的计数,每隔1s就把预设时间减1,用一个两位的LED数码管显示倒计时间,预设 30s 抢答时间。

如有选手抢答,即对应的按键被按下,一个一位LED数码管会显示其座位号,一个两位的LED数码管显示当前剩余时间,对应的小灯会点亮,此时系统不再进行抢答查询,所以只有第一个抢答的选手有效。

如果主持人未按抢答开始键,却有人按了抢答按键,数字LED 上会显示其座位号,蜂鸣器会发出响声。

3.电路设计3.1蜂鸣器的选择蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机,打印机,复印机,报警器,电子玩具,汽车电子设备,电话机,定时器等。

电子产品中做发声器件,主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

电磁式又有两大品种,即铁振膜式和动圈式,二者原理一样只是结构不同。

所有蜂鸣器都有两种类型,纯蜂鸣器和带驱动的蜂鸣器,蜂鸣器都是因音频信号驱动的,通上直流电就可工作。

压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。

有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。

电工电子创新实验报告-四路抢答器设计

电工电子创新实验报告-四路抢答器设计

一、设计题目:四路抢答器设计二、技术指导和技术要求:用集成芯片设计并制作简易四路抢答器,具体要求如下:1.每个参加者控制一个按钮,用按动按钮发出抢答信号;2.抢答组数分为四组,即序号A、B、C、D,对应数字编码1、2、3、4,优先抢答者按动本组序号开关,该组对应数字编码立即锁存到LED显示器上,同时封锁其他组号,并有蜂鸣器声音提示。

此后其他3人再按动按钮对电路不起作用;3.竞赛主持人另有一个按钮,用于将电路复位。

三、选择总体方案,确定电路1、提出电路的方案方案(1):如图1所示为总体方框图。

其工作原理为:通电源后,抢答器处于工作状态,编号显示器灯灭,主持人宣布“开始”,选手开始抢答,抢答器完成:优先判断、编号锁存、编号显示。

当一轮抢答之后,禁止二次抢答。

如果再次抢答必须由主持人操作“复位”开关。

图1 电路原理框图方案(2):下面是用74LS175、74LS00、74LS20得到的4路抢答器的电路,如图2。

这个电路只是通过发光二极管来显示其结果,没有达到按照选手的号码来显示数字,并且其电路抢答没有声音,所要求集成块个数跟方案(1)相当,但实现功能稍逊方案(1)。

2、方案的选择与论证比较方案(1)和方案(2),发现方案(1)需要元器件数量稍微多一点,但所需元件都是比较简易,电路不是很复杂,并且所显示的效果比方案(2)要多,达到了实验的要求。

而方案(2)不能有效达到设计指标(没有声音、无数字显示),所以选择方案(1)。

图2 方案(2)电路图四、单元电路推导和电路元器件参数计算(1)优先锁存、门控电路:CD4511具有锁存、译码、消隐功能,通常以反相器作输出级,通常用以驱动LED,其引脚图和功能表如图3。

图3 CD4511的引脚图和功能表门控电路用来实现允许抢答和清零复位的功能,由一个开关R连入电路实现。

分析CD4511的功能表可知,给CD4511的端口LE加高电平就能实现这一锁存功能。

在抢答的准备阶段,主持人按下开关R后,CD4001 RS触发器输出端4号端口输出低电平,即CD4511的LE端口为低电平,4511处于消隐工作状态,LED数码管不显示;当第一个在抢答键按下时,5V电源通过二极管D3、D4、D5或者D6加至CD4001RS触发器S端,即1号脚输入高电平,其输出端4号脚变为高电平输出,即给LE一个高电平,锁存此时的编号,同时数码管显示相应的编号。

四路抢答器设计实验报告

四路抢答器设计实验报告

四路抢答器设计实验报告一、设计任务:1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。

2、养成根据设计需要选学参考书籍,查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。

3、通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节,初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法,提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。

二、技术指标抢答器是一种具有优先输出的电子电路。

它的基本功能是,在四组参赛的情况下,首先抢答者发出抢答信号,此时其他参赛组的抢答电路即失去控制作用。

在优先抢答者解除抢答信号后,电路才自动恢复到各组又可均等抢答的状态中。

1、设计一个可供4人进行的抢答器。

2、系统设置复位按钮,按动后,重新开始抢答。

3、抢答器开始时数码管显示序号0,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。

抢答后显示优先抢答者序号,同时发出音响。

,并且不出现其他抢答者的序号,这样其它选手无法再抢答,达到抢答目的。

4、抢答器具有定时抢答功能,本抢答器的时间设定为10秒,当主持人启动“开始”开关后,定时器开始减计。

5、设定的抢答时间内,选手可以抢答,这时定时器开始工作,显示器上显示选手的号码和抢答时间。

并保持到主持人按复位键。

6、当设定的时间一到,而无人抢答时,本题报废,选手们无法再抢答,同时扬声器报警发出声音,定时器上始终显示0。

三、元件清单:器件型号数量••器件型号数量双JK触发器74LS112 2 四/二输入与门74LS32 1 集成单稳态触发器74LS121 1 四/二输入与非门74LS00 1 译码器74LS48 1 •电阻10K 4 十进制计数器74LS160 2 •电阻47K 2 定时器555 1 •电阻100K 1 双四输入与非门74LS20 1 •电阻330欧11 四/二输入与非门74LS08 1 •电容22 1 反向器74LS04 1 •电容10 1 发光二极管LED 4 •电容0.01 1四、电路框图如下:1)智能抢答器总体方框图如下图所示为。

2024电工电子创新实验报告四路抢答器设计

2024电工电子创新实验报告四路抢答器设计

2024电工电子创新实验报告四路抢答器设计
一、实验目的:
1.熟悉数字电路设计流程;
2.掌握使用逻辑门和计数器设计电路的方法;
3. 学习使用Arduino作为发声和控制的工具。

二、实验材料:
1.电压表、万用表;
2.电源、开关、LED等电子元件;
3.面包板、导线等实验仪器;
4. Arduino控制板。

三、实验原理:
四路抢答器实际上是一个倒计时电路和一个触发电路的组合。

当倒计时时间结束时,先按下抢答器的按钮的参赛者会触发一个信号,表示抢答成功。

四、实验步骤:
1. 使用集成电路74HC590来实现倒计时电路。

将74HC590的引脚1和2接到电源(5V),引脚3接到电源(GND),引脚15接到一个频率为1Hz的时钟信号,引脚4接到Arduino的引脚2
2. 使用74HC00和74HC04来实现触发电路。

将74HC00的2个与非门的输入依次连接到Arduino引脚4和5,输出接到74HC04的输入。


74HC04的输出与LED灯串联,连接到Arduino引脚13来控制灯的亮灭。

3. 使用Arduino来实现发声和触发抢答器的功能。

将Arduino的引脚11接到一个8Ω的蜂鸣器,引脚3接到抢答器的按钮开关,引脚13接到74HC04的输入。

五、实验结果:
实现四路抢答器的设计,通过Arduino发声和控制LED灯的亮灭。

六、实验总结:
通过本次实验,我学会了如何使用逻辑门和计数器设计电路并加以实现。

同时,我也熟悉了使用Arduino作为发声和控制的工具。

这对我的电工电子专业学习和实践具有很大的帮助。

数字逻辑电路课程设计报告_4路抢答器

数字逻辑电路课程设计报告_4路抢答器

数字逻辑电路课程设计报告题目名称: 4路抢答器系院:专业班级:学生姓名:完成日期:摘要数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。

优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队的输入信号在显示器上输出;用控制电路和主持人开关启动报警电路, 以上两部分组成主体电路。

通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生的信号在显示器上输出实现计时功能, 构成扩展电路。

经过布线、焊接、调试等工作后数字抢答器成形。

关键字: 开关阵列电路;触发锁存电路;解锁电路;编码电路;显示电路(1)一, 设计目的(2)本设计是利用已学过的数电知识, 设计的4人抢答器。

(3)重温自己已学过的数电知识;(2)掌握数字集成电路的设计方法和原理;(3)通过完成该设计任务掌握实际问题的逻辑分析, 学会对实际问题进行逻辑状态分配、化简;(4)掌握数字电路各部分电路与总体电路的设计、调试、模拟仿真方法。

(一)二, 整体设计(二)设计任务与要求:1.抢答器同时供4名选手或4个代表队比赛, 分别用4个按钮S0~ S3表示。

2.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。

3.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, 并在LED数码管上显示, 同时扬声器发出报警声响提示。

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。

4.参赛选手在设定的时间内进行抢答, 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的时间, 并保持到主持人将系统清除为止。

5.如果定时时间已到, 无人抢答, 本次抢答无效。

(三)设计原理与参考电路抢答器的组成框图抢答器的一般组成框图如下图所示。

它主要由开关阵列电路、触发锁存电路、解锁电路、编码电路和显示电路等几部分组成。

1.开关阵列电路: 该电路由多路开关所组成, 每一名竞赛者与一组开关相对应。

开关应为常开型, 当按下开关时, 开关闭合;当松开开关时, 开关自动弹出断开。

2.触发锁存电路: 当某一组开关首先被按下时, 触发锁存电路被触发, 在对应的输出端上产生开关电平信息同时为防止其他开关随后触发而造成输出紊乱, 最先产生的输出电平反馈到使能端上, 将触发电路封锁。

四路抢答器的实训报告

四路抢答器的实训报告

四路抢答器的实训报告1. 引言四路抢答器是一种用于组织抢答比赛的设备,它可以同时支持四个参与者进行抢答,非常适用于学校、培训机构等场合。

本文将对四路抢答器的实训进行详细的报告和分析。

2. 设备介绍四路抢答器由以下主要部件组成: - 主控制器:负责控制整个抢答器的运作,接收和处理参与者的回答。

- 抢答器按钮:参与者按下按钮发出抢答信号,第一个按下的按钮将亮灯显示。

- 显示屏:用于显示当前抢答情况,包括按下按钮的顺序、回答正确与否等信息。

- 声音发生器:用于发出抢答成功或失败的提示音。

3. 抢答流程四路抢答器的流程如下: 1. 主控制器启动,显示屏清零。

2. 参与者通过按下按钮表明参与抢答的意愿。

3. 按钮按下后,主控制器接收到信号,记录下参与者的顺序,并将相应按钮灯亮起。

4. 主控制器判断参与者回答是否正确,并在显示屏上给出相应提示。

5. 如果回答正确,主控制器会发出成功的声音提示,并继续接收下一个参与者的回答。

6. 如果回答错误,主控制器会发出失败的声音提示,并为下一个参与者准备机会。

7. 当所有参与者都回答完毕或时间到,主控制器停止运行,并显示最终抢答结果。

4. 实训步骤完成四路抢答器的实训,主要包括以下步骤:4.1 准备工作•确保所有设备和连接线的完好性。

•设置主控制器的抢答模式和时间限制。

4.2 连接设备•将按钮和显示屏连接至主控制器的相应接口。

•检查连接是否正确,并按需求进行调整。

4.3 软件设置•启动主控制器,并按照说明书进行软件设置。

•设置抢答模式、回答时间、正确答案等参数。

4.4 抢答比赛•参与者按下按钮抢答。

•主控制器记录抢答顺序,并显示在显示屏上。

•判断回答是否正确,并在显示屏上给出相应提示。

4.5 比赛结束•所有参与者回答完毕或时间到后,主控制器停止运行。

•显示最终抢答结果,并进行相应的奖励或表彰。

5. 抢答器的应用四路抢答器可以广泛应用于各种场合: - 学校课堂:用于提高学生对知识的积极性和主动性,激发学习兴趣。

4路抢答器设计实验报告(一)

4路抢答器设计实验报告(一)

4路抢答器设计实验报告(一)4路抢答器设计实验报告1. 引言•介绍实验的背景和目的•提出实验问题和假设2. 实验设计•详细描述实验的设计方案,包括所使用的材料和工具•列出实验步骤和流程3. 实验结果•展示实验结果的数据和图表•对实验结果进行分析和讨论,与假设进行比较4. 结论•总结实验的结果和发现•对实验过程中的问题和不足进行讨论•提出进一步研究的建议5. 参考文献•列出实验过程中参考的文献和资料的引用附录•提供实验过程中的原始数据、图表和计算公式等详细信息1. 引言•实验背景:抢答器是一种常用于竞赛和学术场合的设备,用于测试参与者的反应速度和知识水平。

设计一个4路抢答器,可以满足多人同时参与的需求,提高竞赛的公平性和趣味性。

•实验目的:通过设计和制作4路抢答器,验证其稳定性和可行性,以及测试参与者的反应速度和竞技能力。

2. 实验设计•材料:Arduino开发板、面包板、按钮开关、LED灯、电阻、导线等•工具:焊接工具、螺丝刀、电子测试仪器等•步骤:1.搭建电路:将Arduino开发板与面包板连接,连接按钮开关和LED灯以搭建4路抢答器电路。

2.连接程序:使用Arduino编程语言编写程序,实现抢答器的功能。

3.测试功能:逐一测试每个按钮开关和LED灯是否正常工作。

4.整体测试:测试4路抢答器整体的功能和反应速度。

5.优化改进:根据测试结果,对电路和程序进行调整和改进。

3. 实验结果•数据和图表:记录每个参与者的抢答时间和正确率,并绘制柱状图和折线图进行统计和分析。

•结果分析:根据实验数据和图表,分析参与者的抢答速度和正确率,验证实验假设的成立与否。

4. 结论•通过实验设计和制作的4路抢答器,实现了多人参与的抢答功能。

•参与者的抢答速度和正确率与实验假设存在一定的关联性。

•在实验过程中发现的问题和不足:电路连接不牢固、程序运行不稳定等。

•进一步研究建议:改进电路连接的可靠性、优化程序的响应速度等。

四路抢答器实验报告总结(精简版)

四路抢答器实验报告总结(精简版)

四路抢答器实验报告总结组员:肖燕艳、邓华、刘思纯、彭丽一、设计目的1、学习数字电路中的优先编码器、锁存器、多谐振荡器、译码器、数据显示管的综合运用。

2、熟悉抢答器的工作原理。

3、了解数字系统设计,调试及故障排除方法。

二、设计要求1、四组参赛者进行抢答,当抢答组按下抢答按钮时,抢答器能准确的判断出抢答者。

2、抢答器应具有互锁功能,及某组抢答后能自动封锁其他各组进行抢答。

3、抢答器应具有限时功能,限时9秒进行抢答,要求显示时间数据。

4、系统具有一个总的复位开关。

三、实验元件优先编码器74LS148 锁存器74LS297 译码器74LS48D 共阴数码管1个 5个开关若干导线四、实验原理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,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,使得它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。

五、实验过程1、仿真实验在这个实验过程中,我们遇到的问题不是很多,就是对软件不太熟悉,找元件有点慢;另外就是由于粗心偶尔连错线,经过自己的检查还是能改正过来。

所以从整体上看第一阶段的实验还是挺顺利的。

2、面包板实验这个实验主要是用导线将元件连接在面包板上,由于没有找到可用的面包板,我们用细线将三个部分的电路绑在一起,过程较前面的仿真实验难度加大了,我们将整个实验图分成三个部分,每个小组成员各自负责一部分。

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四路抢答器设计实验报告一、设计任务:1、巩固和加深对电子电路基本知识的理解,提高综合运用本课程所学知识的能力。

2、养成根据设计需要选学参考书籍,查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。

3、通过电路方案的分析、论证和比较,设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节,初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。

4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法,提高学生动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。

二、技术指标抢答器是一种具有优先输出的电子电路。

它的基本功能是,在四组参赛的情况下,首先抢答者发出抢答信号,此时其他参赛组的抢答电路即失去控制作用。

在优先抢答者解除抢答信号后,电路才自动恢复到各组又可均等抢答的状态中。

1、设计一个可供4人进行的抢答器。

2、系统设置复位按钮,按动后,重新开始抢答。

3、抢答器开始时数码管显示序号0,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。

抢答后显示优先抢答者序号,同时发出音响。

,并且不出现其他抢答者的序号,这样其它选手无法再抢答,达到抢答目的。

4、抢答器具有定时抢答功能,本抢答器的时间设定为10秒,当主持人启动“开始”开关后,定时器开始减计。

5、设定的抢答时间内,选手可以抢答,这时定时器开始工作,显示器上显示选手的号码和抢答时间。

并保持到主持人按复位键。

6、当设定的时间一到,而无人抢答时,本题报废,选手们无法再抢答,同时扬声器报警发出声音,定时器上始终显示0。

三、元件清单:器件型号数量••器件型号数量双JK触发器74LS112 2 四/二输入与门74LS32 1 集成单稳态触发器74LS121 1 四/二输入与非门74LS00 1 译码器74LS48 1 •电阻10K 4 十进制计数器74LS160 2 •电阻47K 2 定时器555 1 •电阻100K 1 双四输入与非门74LS20 1 •电阻330欧11 四/二输入与非门74LS08 1 •电容22 1 反向器74LS04 1 •电容10 1 发光二极管LED 4 •电容0.01 1四、电路框图如下:1)智能抢答器总体方框图如下图所示为。

其工作原理为:接通电源后,主持人将K0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;主持人用开关K0清零,宣布"开始"并按下K0状态开关抢答器工作。

定时器计时,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。

具体操作如下:在主持人宣布开始并按下K0,K1、K2、K3、K4四个组参与抢答。

当有抢答者首先按下抢答开关时,相应显示灯亮并伴有声响,同时,抢答器不再接收其它组的抢答干扰。

显示抢答者组号。

在限定时间9秒后无人抢答时,该题作废,用声响提示,并显示顺计时的时间。

六.总电路图如下(附录图一):七、单元电路的设计1、抢答器电路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:当主持人表示开始作答时,按下复位键即清零。

作答前Q到Q输出均为1,经过74LS20后输出0,当有参赛队抢答时,按下常断开关即有低电平到达CP端,该组Q端输出高电平,二极管亮,并通过显示电路显示组号,及报警电路发出声响。

此时,该组Q 端输出低电平,经过74LS20输出1,起到锁存作用。

到下一道题时,主持人再用控制开关清零。

按此原理进行。

2、七段数码管显示电路此电路是通过用门电路连接,达到译码的效果,将所抢答组号显示在七段数码管上。

通过下列真值表实现:输入输出AAAA a b c d e f g0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 00 0 0 1 0 1 1 0 0 0 00 0 1 0 1 1 0 1 1 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 11 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1a=d=Q 2+ Q 3 b=1 c= Q 2+Q 4 e= Q 2f= Q 4g=Q13、废题计时电路本电路通过十进制计数器74LS160和BCD七段译码器74LS48(其输出是驱动七段字形的七个信号),实现计时废题功能,当主持人宣布开始答题时,计数器顺时计数,若无人抢答,计数器计到九时,通过报警电路发出声响。

该题作废。

(1)字符显示器:分段式显示是将字符由分布在同一平面上的若干段发光笔划组成。

电子计算器,数字万用表等显示器都是显示分段式数字。

而LED数码显示器是最常见的。

通常有红、绿、黄等颜色。

LED的死区电压较高,工作电压大约1.5~3V,驱动电流为几十毫安。

图5-2是七段LED数码管的引线图和显示数字情况。

74LS47译码驱动器输出是低电平有效,所以配接的数码管须采用共阳极接法;而74LS48译码驱动器输出是高电平有效,所以,配接的数码管须采用共阴极接法。

图3-3(a)是共阴式LED数码管的原理图,使用时,公阴极接地,7个阳极a,b,c,d,e,f,g由相应的BCD七段译码器来驱动,如图3-3(b)所示。

(a)引线图(b)七段字形组合情况图3-3共阴式LED数码管的原理图和驱动电路图3-3(c )七段LED数码管(2)74LS48是输出高电平有效的中规模集成BCD七段显示译码驱动器,它的真值表见表下图所示十进制数或功能输入BRYBRI/输出LT BRI A3A2A1A0 a b c d e f g0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 074LS48的输入端是O A A A A 123四位二进制信号(8421BCD 码),a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 是七段译码器的输出驱动信号,高电平有效。

可直接驱动共阴极七段数码管,BR B BR Y I I LT /,,是使能端,起辅助控制作用。

(3)使能端的作用如下:a LT 是试灯输入端,当LT =0,BR B Y I /=1时,不管其它输入是什么状态,a~g 七段全亮;b 灭灯输入B I ,当B I =0,不论其它输入状态如何,a~g 均为0,显示管熄灭;c 动态灭零输入BR I ,当LT =1,BR I =0时, 如果O A A A A 123=0000时,a~g 均为各段熄灭;d 动态灭零输出BR Y ,它与灭灯输入B I 共用一个引出端。

当B I =0或BR I =0且LT =1,O A A A A 123=0000时,输出才为0。

片间BR Y 与BR I 配合,可用于熄灭多位数字前后所不需要显示的零。

设计中有三处要用到显示器的,倒计显示按照顺序接线就可以了,让1、3路相与后接入7448A0端,2、3路相与后接入A1端,而4直接接入A2端。

让A3端悬空。

这样就可以实现逻辑功能的转换。

电路图如下4、秒脉冲发生电路通过定时器555接成多谐振荡器,工作原理:其基本工作原理如下:多谐振荡器有两个暂态。

假设当电源接通后,电路处于某一暂稳态,电容C上电压U C 略低于 Ucc 31时,U O 输出高电平,V 1截止,电源U CC 通过R 1、R 2 给电容C 充电。

随着充电的进行U C 逐渐增高,但只要CCC CC U U U 3231<<,输出电压U O 就一直保持高电平不变,这就是第一个暂稳态。

当电容C 上的电压U C 略微超过CC U 32时(即U 6和U 2均大于等于CC U 32时),RS 触发器置 0,使输出电压U O 从原来的高电平翻转到低电平,即U O =0,V 1导通饱和,此时电容C 通过R 2和V 1放电。

随着电容C 放电,U C 下降,但只要CC C CC U U U 3132>>,U O 就一直保持低电平不变,这就是第二个暂稳态。

当U C 下降到略微低于CC U 31时,RS 触发器置 1,电路输出又变为U O =1,V 1截止,电容C 再次充电,又重复上述过程,电路输出便得到周期性的矩形脉冲。

振荡周期计算为: =1(秒)内部管脚图如下:图5-4-1 555定时器引脚排列图5-4-1 555定时器内部框图真值表5-4-2如下:输入输出RD VI1 VI2 VO TD状态0 ⨯⨯低导通1 >2VCC/3 >VCC/3 低导通1 <2VCC/3 >VCC/3 不变不变1 <2VCC/3 <VCC/3 高截止1 >2VCC/3 <VCC/3 高截止外部管脚图:5、10秒内作答限时计数电路为保证比赛进度,避免选手抢答后再思考答案。

所以设计此附加限制电路。

工作原理:当有选手抢答后,在这里与废计数器不同的是该输入是由抢答器电路的74LS20直接出来后为1,使计数器开始工作,而不用经过主持人那一功能转换,当计到九时,通过反馈自动停止并通过报警电路发出声响。

其余的器件的相关说明在废题计数一块中已经列举过。

在这里不再做说明。

6、报警电路该电路通过典型的单稳态触发器芯片74LS121实现报警功能。

主要性能为电路在输入信号A1、A2、B的所有静态组合下均处于稳态Q=0,Q=1。

如下图所示电路中,采用了外部电阻接法,下降沿到来时触发工作。

74LS121的真值表如下:八、问题及解决1、由总电路可以看到,本次课程设计的接线十分之多,因为在接线时要十分细心,如果不小心就会接错。

在实验设计实体连接的过程中,每一步都小心翼翼地做。

一条线接错或者一条线在过程中不小心被动到,都有可能让整个电路没有反应,所以每一步都必须要小心,没有人希望重新连接一次,器件和线路实在是多,最好能够先把电路划分清晰,就是尽量明显的把个各块独立的电路组成部分分开得明显些,这样就算接错了也可以大概检查各块输出就知道哪里出问题,减少检查的范围和数量,更省时省力。

2实验时要注意74系列要接入电源,因为在实验中,我曾经忘记了接电源。

使得抢答器的显示灯无法正常显示。

在接线时,要看清楚管脚是16个脚还是14个脚,如果是16脚的,一定要接入电源。

电源跟地一定要接对,有一次因为接错地很电源,浪费了半个钟头。

3、LED显示灯接7448驱动时一定要记得先测量其电压,如果发热很快,就应该接上电阻,如果没有接上电阻,会使器件烧坏。

如果发现允许可以不接电阻,就不接,4.555脉冲源时应该用LED灯作显示,、测试脉冲信号输出输入情况,电阻在接入前要测试保证其可以正常工作。

最好就是把输出接在LED灯上,一直接线,。

一直观察它的灯亮情况,直到它会正常闪烁为止。

说明脉冲源正常工作。

5.仿真测试必须与实际相符,可以保证测试出来的是正确的结果,测试正确之后便可以无后顾之忧地做电路图,让设计更加顺利。

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