课程设计--- 八路抢答器的设计制作

课程设计任务书

题目

八路抢答器的设计制作

任务与要求：

任务

1.抢答器同时能提供8个代表队比赛，分别用8个按钮SW0—SW7表示，及

主持人开关SW8具有清零功能；

2.电路基本含有基本锁存功能编码显示，信号灯提示功能；设计八路抢答

器电路原理图，并且分析电路的工作原理；

3.设计八路抢答器的电路原理图，并且分析电路的工作原理；

4.用proteus的ISIS来设计一个八路抢答器电路进行仿真功能；

5.电路的制作与功能实现的检测与调试，以及简单电路故障的判定与排除

要求：

1.模拟抢答并用数码管信号灯显示相应的编号；

2.主持人开关控制抢答器的开关与清零功能；

开始日期 2010.12.13 完成日期 2010.12.24

2010年12月24日

摘要：

该电路主要有三部分电路组成分别是锁存电路，编码电路和译码电

路。实现以下功能：

1.抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，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。

2.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。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。

关键词：锁存电路；编码电路；译码电路；Proteus 7.4a仿真软件

目录

1．课程设计题目 (1)

2. 课程设计目的 (1)

3. 课程设计内容和要求 (1)

3.1 设计内容 (1)

3.2 设计要求 (1)

4. 课程设计总体框图 (1)

5. 单元电路设计方案和原理说明 (2)

5.1 74LS148 (2)

5.2 74LS48 (3)

5.3 74LS373锁存器 (5)

5.4 控制电路设计 (7)

6．总体电路图及工作原理 (8)

7. 心得体会 (8)

8. 参考文献 (10)

第一章设计题目

1 设计题目

“八路抢答器的设计制作”

第二章课程设计目的

2 课程设计目的

2.1 培养数字电路的设计能力

2.2 掌握抢答器电脑设计方法

第三章设计内容和要求

3 设计内容和要求

3.1 设计内容

3.1.1 抢答器同时能提供8个代表队比赛，分别用8个按钮SW0—SW7表示，及主持人开关SW8具有清零功能；

3.1.2 电路基本含有基本锁存功能编码显示，信号灯提示功能；设计八路抢答器电路原理图，并且分析电路的工作原理；

3.1.3 设计八路抢答器的电路原理图，并且分析电路的工作原理；

3.1.4 用proteus的ISIS来设计一个八路抢答器电路进行仿真功能；3.1.5 电路的制作与功能实现的检测与调试，以及简单电路故障的判定与排除

3.2 设计要求：

3.2.1 模拟抢答并用数码管信号灯显示相应的编号；

3.2.2 主持人开关控制抢答器的开关与清零功能；

第四章设计总体框

4 设计总体框

如图（一）所示为八路抢答器的原理图。如下：

图（一）

抢答器系统原理框图如上所示。它由主体电路和扩展电路两部分组成，主体电路完成基本抢答后，选手按动抢答键时，能显示选手的编号，同时能封锁输入电路，禁止其他选手抢答，扩展电路完成定时抢答的功能

第五章 单元电路设计方案和原理说明

5 单元电路设计方案和原理说明

5.1 抢答器电路设计

其原理说明：

(1)抢答电路的功能有两个：一是能分辨出选手按键的先后，并锁存优先抢答者的编号，供译码显示译码电路用；二是要使其它选手按键操作无效。

(2)选用优先编码器74LS148、锁存器74LS373、译码器74LS48组成抢答电路

(3)抢答电路工作原理：当控制开关置于“清除”位置时，RS 触发器的R —端为低电平，输出Q4—Q1全为低电平。此时74LS48的BI —

=0， 显示器灭

灯；74LS148选通输入ST —

=0,74LS148处于工作状态，而锁存电路不工作。当控制开关置于“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，当有选手按键抢答时，如5号选手优先按5号键，则74LS148输出

Y2Y1Y0=010，YEX=0，经RS 锁存后，Q1=1，BI —

=1，74LS48工作，Q4Q3Q2=101，经74LS48驱动译码后，显示器显示数字5。Q1=1使74LS148为高电平。即74LS148禁止工作，封锁其它按键输入，当按下的按键松开后，74LS148的Y —

EX 为高电平，但由于Q1输出仍为高电平不变，所以74LS148仍处于不工作状态，其它按键的输入信号不被接受，这就保证抢答者的优先性及抢答电路的准确性。

5.2 74LS148优先编码器

有些单片机控制系统和数字电路中，无法对几个按钮的同时响应做出

反映，如电梯控制系统在这种情况下就出出现错误，这是绝对不允许的于是就出现了74ls148优先编码器，先说一下他的基本原理.他允许同时输入两个以上编码信号。不过在设计优先编码器时已经将所有的输入信号按优先顺序排了队，当几个输入信号同时出现时，只对其中优先权最高的一个进行编码。

74ls148管脚功能 74ls148引脚图

74ls148优先编码器管脚功能介绍:

为16脚的集成芯片，电源是VCC(16) GND(8),I0—I7为输入信号，

A2,A1,A0为三位二进制编码输出信号，IE是使能输入端，OE是使能输出端，GS为片优先编码输出端。

〈74ls148逻辑图〉〈74ls148逻辑表达式〉

使能端OE(芯片是否启用)的逻辑方程：

OE =I0·I1·I2·I3·I4·I5·67·IE

当OE输入IE=1时，禁止编码、输出(反码)： A2,A1,A0为全1。

当OE输入IE=0时，允许编码，在I0～I7输入中，输入I7优先级最高，其余依次为：I6,I5,I4,I3,I2,I0，I0等级排列。

从以上的的功能表中可以得出，74ls148输入端优先级别的次序依次为I7，I6，…，I0 。当某一输入端有低电平输入，且比它优先级别高的输入端没有低电平输入时，输出端才输出相应该输入端的代码。例如：I5=0且

I6=I7=1(I6、I7优先级别高于I5) 则此时输出代码010 (为(5)10=(101)2的反码)这就是优先编码器的工作原理。