四路抢答器实验设计

课程设计说明书

广东石油化工学院

课程设计任务书

一、设计题目

四路抢答器

二、主要内容及要求

(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。此时,抢答器不再接收其她输入信号。

(2）电路具有定时功能。要求回答问题得时间≤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)。

提高要求:

（5)答题时间还剩5s时,每秒发出提示声音。

三、进度安排

1、掌握muｌtisim仿真器软件得使用(5月25号)。

2、去图书馆与网上查找需要得资料,并整理好。（5月26日）。

3、对课程设计得要求进行理解,初步设计。(５月27日)。

4、整体设计开始，并逐步改进与调试。（5月２9日）

５、完成设计并写课程设计说明书。(5月30日)

6、课题答辩(６月２０日)

四、总评成绩

指导教师

学生签名

抢答器电路设计

一、设计任务与要求

1.可容纳四组参赛得数字式抢答器;

2．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。此时,抢答器不再接收其她输入信号;

３.电路具有定时功能。要求回答问题得时间≤60秒(显示为00~５9),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;

4.具有计分功能。要求能设定初始分值，能进行加减分

５．在复位状态下台号数码管不作任何显示(灭灯）

二、方案设计与论证

如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“清零”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、定时器显示剩余时间。如果再次抢答必须由主持人再次操作“清除”与“开始”状态开关。

方案一：以74LS１75+7４LS48为主,构成抢答电路模块;以74LS192+数码管+蜂鸣器构成计时模块;以74LS1９2+7４ＬS１６０为主构成计分模块。(抢答模块实现如下图)

其工作原理如下,主持人开关就是７4LS17５得清零控制端,当主持人打下开关时整个电路开始工作,有一个抢答信号产生时74LＳ1７5被封锁,该芯片得不到时钟信号,处于不工作抢答器鉴

别模块

抢答器计时

模块

计分模块

状态，不允许其她信号得输入有效,相对于方案二没有优先级,不会产生公平性得问题。在74LS17５有了一个输出信号后,通过或门得组合产生一个编码给74ＬS48让其进行译码输出译码显示台号。例如编码为ＸXX1得有一号与三号，所以通过或门组合可以实现显示功能。

优点就是便于扩展,容易添加新得电路,缺点就是实现显示时，如果台号过多需要更多得门电路进行处理,显得冗余。考虑仅仅就是由四人抢答得,不需要更多得门实现选择了该方案。

其余模块在下面进行详细描述。

方案二：以74ＬＳ１48、锁存器74LS2７９、74LS４8为主构成抢答模块;其余得模块基本相同。(抢答模块如下图所示)

其工作原理如下，开关Ｓ置于"清除"端时,RS触发器得端均为0,4个触发器输出置0,使74LS1４８得=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,当有选手将键按下时（如按下S3),74LS148得输出经RS 锁存后,1Q=1，７4LS48处于工作状态,4Q３Ｑ2Q=100,经译码显示为＂4"。此外,1Ｑ＝1，使74LS148＝1,处于禁止状态,封锁其她按键得输入。当按键松开即按下时,７４LS１48得此时由于仍为１Q＝1,７4LS1４8=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，保证了抢答者得优先性。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。

电路实现功能比较完整,基本符合设计得要求,但就是该电路实行附加得功能就是难以实现,要做较大得改动才可以完善,在早期得时候被我们淘汰。优点就是电路基本可以严谨处理所有得事务仿真得时候不易出现问题。

三、单元电路设计与参数计算

抢答器鉴别模块:

抢答器模块＝７4LS175+74LS４8＋门电路＋七段数码管

74LS１7５:74LS175得功能真值ﻫ从表可见：

表:ﻫ

①ＣLＲ就是清零端，且低电平有效。ﻫ②CLK就是时钟脉冲,且下降沿触发。ﻫ上图中得7４ALS175Ｎ为一四路得锁存器，当CLK引脚输入上升沿时,１D－4Ｄ被锁存到输出端（1Q －4Q)。在CLK其她状态时，输出与输入无关

7４ＬS４8

A0-A3译码地址输入端

BI'/RBO'消隐输入端(低电平有效)／脉冲消隐输出(低电平有效)

LＴ'等灯测试输入端(低电平有效)

RBI＇脉冲消隐输入端（低电平有效)

Ya-Yｇ输出端

抢答器计时模块:

抢答器=74ＬS1９2＋数码管+蜂鸣器

74LＳ192具有下述功能：

(1)、异步清零:CR=1,Ｑ3Q2Q1Q0＝0000

(2)、异步置数：ＣR=0，ＬD=0,Ｑ3Q２Q1Q0=Ｄ3D２D1D０

（3)、保持：ＣR＝０，LＤ=1,CPU=CPＤ=１,Q3Ｑ2Q１Q0保持原态

(4)、加计数：CR=0, LD=1,CPU=ＣP,ＣPD=1,Ｑ３Ｑ２Ｑ1Q0按加法规律计数

(5）、减计数:ＣR=０, LD=1,CPU＝１，ＣＰD= CP,Q3Q2Q1Ｑ0按减法规律计数

74LS192就是双时钟方式得十进制可逆计数器。

抢答器记分模块: