十路抢答器

电子综合开发实践报告

设计题目：智力竞赛抢答器

专业班级：11电信（1）班

学生学号：2011508164

学生姓名：赵显辉

设计时间；2014.1.8

一． 设计任务与要求

1.设计任务

设计一个十路抢答器。 2.设计要求

（1）可供十组参赛抢答，每组一个开关。

（2）开始抢答后，除第一的开关外，其他抢答开关不起作用。

（3）设置一个主持人操作的开关，有复位和开始功能，复位时不能抢答。 （4）主持人置开关未开始后，开始抢答，第一信号鉴别锁存电路得到信号后，该组对应的指示灯亮，并用数码管显示抢答组别。要求开始抢答时，数码管处于消隐状态。

（5）设置定时电路，开始抢答后，9秒内未抢答，自动锁定抢答器。如9秒内有人抢答，则停止计数，倒计数值用数码管县示。

（6）设置犯规电路，对提前抢答组别，即在组织人置开关为开始前，开关已按下，其对应的犯规指示灯亮。

二． 设计方案与论证

1.设计方案

在这次设计中，各功能模块的元器件选择为，采用4511七段显示译码器作为译码器，锁存器采用74ls74触发器，定时部分采用555定时器和74ls192十进制减数芯片，显示部分采用8 段数码管。 2.电路原理框图

图1

原理框图

三．单元电路与参数计算

1.译码电路及显示电路

利用加二极管防止反向然后直接连接到4511等七段显示译码器如下图

图2 译码器及显示电路

3.锁存器

锁存器采用74ls74 Ｄ触发器，经过４个或门处理，当有按键按下去的时候置高，从而D 触发器5 端输出为高电平反馈到4511 的 5 端（使能端），从而实现锁定功能。

图3 锁存器

4.减数及译码电路

产生50hz的秒脉冲，选用555定时器，接法如下电路，555振荡频率f=1/(tp1+tp2)=1.43/[(R3+R4)C]=50Hz,故选用电容20nf，则计算出，R3=20K,R4=15K。减计数芯片选用十进制74ls192,接法如下，把秒脉冲输入到底下那片的4脚，计数十次后在13脚会产生一个负脉冲输入74ls74的清零端，并使74的输出负端接到计数器的置数端使之一直置数，认为倒计时结束，显示部分仍用4511译码显示

图4 显示及译码电路

5.组织人开关

可控制系统的清零和抢答的开始，J5为清零开关，J6为开始开关。

图5 组织人开关

四．总原理图及元件清单

1.总原理图

(1)mulitsim图

图6 总电路

(2)印制版图

图7 原理图及PCB图

2.元件清单

五．性能测试与分析

仿真时，仿真结果达到了设计的部分要求. 由multisim仿真, 可以实现当主持人按下开始开关，就开始9秒倒计时，倒计时的时候，有人抢答后号码锁存注一直显示，并且重置倒计时。超时未抢答仍然锁定后禁止抢答直到主持人清零。开关可实现复位功能。未能实现开始抢答时，数码管处于消隐状态，以及犯规电路的实现，还有在仿真时，会不定期出现错误。仿真结果如下图:

图8 仿真图

六. 结论与心得

在这次课程设计中遇到了很多困难。刚拿到题目的时候无从下手，经过看书和上网查阅资料，终于有了思路。首先弄懂抢答器的主要原理，以及所需的电路元件和器件，再理解各个模块的功能。在着手画电路图时，遇到到了很多挫折。电路图画好后进行仿真，出现了提示错误，经过上网查阅，发现是所用开关型号不对，改用另外一种开关后，不再出现提示错误。但仿真结果无任何反应，数码管不亮。上网查阅资料，发现4511译码器与数码管之间连线要有电阻，加电阻后数码管确实亮了。进行仿真，置主持人开关于开始后，减数数码管初值为6秒，而不是9秒。检查后发现，74ls192减数器于4511接错了线，调整后数码管初值变为了9秒。在这次设计中，有部分功能没有实现，犯规电路没有以及开始答辩后数码管仍一直亮，没有处于消隐状态，还有仿真时会不定期弹出提示错误。

整个电路功能有待进一步实现。

通过这次可程设计，我觉得收获了很多。不仅对一些以前没见过的元器件有了了解，如555定时器、4511译码器、74ls触发器、74ls192十进制减数器等，而且更加掌握了用multisim绘制电路图的方法，熟悉了Altium Designer 软件的应用。虽然实现功能不全， PCB 图画的不够完美，跳线也多，但相信经过这次的磨练之后，对今后的学习会有很大的帮助。

参考文献

[1]华成英，童诗白.模拟电子技术基础北京：高等教育出版社，2006.5.

[2]孙梅生.电子技术基础课程设计高等教育出版社

[3]李长青. 微机原理与接口技术. 徐州：中国矿业大学出版社，2006