四人抢答器课程设计报告样本

电子技术课程设计智力竞赛抢答器

姓名: 郑亚林

班级: 08级电子一班

学号: 00800461

指导老师: 李素梅

四人智力竞赛抢答器

一、设计目的

1、掌握四人智力竞赛抢答器电路的设计。

2、熟悉数字集成电路的设计和使用方法。

3、掌握应用Multisim软件对电路的设计及仿真

二、设计任务与要求

1、设计任务

设计一个可供4名选手参加比赛的智力竞赛抢答器的数字电路。设定答题时间为30秒倒计时, 时间到时, 蜂鸣器会报警至主持人按下复位键。选手抢答时, 数码显示选手组号, 同时计分部分对应选手组别的发光二极管发光, 在30秒内答对时主持人按下加分键, 给相应的组别加一分。

2、设计要求

(1)4名选手编号为: 1, 2, 3, 4。各有一个抢答按钮, 按钮的编号与选手的编号对应, 也分别为J1, J2, J3, J4。

(2)给主持人设置一个控制按钮J5, 用来控制系统清零( 抢答显示数码管灭灯) 和一个加分按钮J6, 用来给同学加分, 设定最高分为9

(3)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, 该选手编号立即锁存, 并在抢答显示器上显示该编号, 封锁输入编码电路, 禁止其它选手抢答。抢答选手的编号

一直保持到主持人将系统清零为止。

(4)抢答器具有定时30秒答题倒计时的功能。当选手按下抢答按钮后, 开始倒计时, 显示器显示倒计时间, 倒计时结束时, 扬声器响, 保持到主持人将系统清零为止。

三、四人智力竞赛抢答器电路原理及设计

1、设计思路

抢答器整个系统可分为三个主要模块: 抢答鉴别模块、计分模块、答题倒计时模块。即当抢答开始后, 选手抢答按动按钮, 锁存器锁存相应的选手编码, 同时用数码管把选手的编码显示出来, 对应加分模块的发光二极管也会发光。当有选手抢答成功后, 30

秒答题倒计时开始跑秒, 若选手在规定的时间内答对题, 主持人

按下J6给相应的选手加一分而且按下J5, 系统清零。

2、系统框图

抢答开始后, 当选手首先按某一开关键时, 可经过触发锁存

电路被触发并锁存, 在输出端产生相应的开关电平信息, 同时为

防止其它开关随后触发而产生紊乱, 最先产生的输出电平变化又

反过来将触发电路锁定。然后在译码器中译码, 将触发器输出的数据转换为数码管需要的逻辑状态。最后在显示电路中显示出所按键选手的号码。若有多个开关同时按下时, 则在它们之间存在着随机竞争的问题, 结果可能是它们中的任一个产生有效输出。如图1.

图2 抢答电路

其工作原理为: 本电路采用74LS175四上升沿D触发器, ～CLR为清除端( 低电平有效) 由主持人控制按键J5控制。选用该芯片的三个输入与输出( 见图2)

开始时, 输入端1、 2、 4分别接低电平, J3经过两个二极管D1、D2接到输入1和2端, 因此, 当J3按下时输出1和2均为高电平, 为十进制的3, 经过数码管便可显示抢答的组别。当主持人按下J5时, 74LS175的清零端为低电平, 使其被强制清零, 输入的抢答信号无效。开始时74LS175的清零端接高电平, 74LS175正常工作, 四个Q非端与在一起为高电平, 再和输入的时钟脉冲信号一起给74LS175脉冲端, 当有人抢答时, 输出有一个为高电平, 74LS21输出为低电平, 没有脉冲信号输入, 因此74LS175被锁定, 从而使得其它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。当选手回答完毕或时间到后, 主持人按下控制开关J5,抢答电路复位, 以便进行下一轮抢答。

( 2) 计分电路

电路如图3所示。当有选手抢答后, 计分部分对应的优先抢答的选手的发光二极管会发光, 当其在规定的时间内答对题的话,