8人抢答器电路报告

1摘要智力竞赛抢答器是一种非常实用的电子电路，根据根据使用者要求的不同和难易程度，可以可以设计出多种电路。这里选择了一种难易程度适中、对初学者比较容易制作的电路。相对于分立元器件，用数字集成电路制作具有稳定性高、功耗小、调试简单、成本低、成功率高等优点。下面介绍用3个集成电路设计制作一个可以同时供8名选手抢答的智力竞赛抢答器演示板。只要掌握其制作原理和方法，对电路稍加改动，做成有实用价值的8路智力竞赛抢答器并没有太大的困难。介绍了数码显示八路抢答器电路的组成、设计及功能，电路采用74系列常用集成电路进行设计。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。该抢答器主要运用到了编码器，译码器和锁存器：它采用74LS148来实现抢答器的选号，采用74LS279芯片实现对号码的锁存，采用74LS192实现十进制的减法计数，采用555芯片产生秒脉冲信号来共同实现倒计时功能，采用74LS121单稳态芯片来实现报警信号的输出。通过课程设计提高和巩固了所学的专业知识，以及知识的综合应用和焊接技术。关键词：数字集成、演示板、抢答器、报警器、定时器、编码器、译码器2AbstractQuizresponderisaverypracticalelectroniccircuit,accordingtothedifferentdegreeofdifficultyandaccordingtouserrequirements,candesignavarietyofcircuit.Herechoseamoderatedegreeofdifficulty,moreeasytomakecircuitforbeginners.Relativetothediscretecomponent,madeofdigitalintegratedcircuitwithhighstability,lowconsumption,debuggingissimple,lowcost,highsuccessrate.Herearemadeofthreeintegratedcircuitdesignacanquizforeightcontestantviestoanswerfirstviestoanswerfirstdevicedemoboard.Aslongastomastertheprincipleandmethodofcircuitchangedslightly,makeithavepracticalvalueof8roadquizresponderisnotmuchdifficult.Introducesdigitaldisplayeight-wayrespondercircuitcomposition,functionanddesignofintegratedcircuittocarryonthedesigncommonlyusedcircuitwith74series.Thebuzzerinadditiontothebasicviestoanswerfirstfunctionoutside,stillhavetiming,timingandalarmfunction.Thehostthroughthepresettimeswitchthedefaultfortheviestoanswerfirstthetime,systemwillcompleteautomaticcountdown.Ifwithinthestipulatedtimesomeoneviestoanswerfirst,thetimingwillautomaticallystop;Ifwithintheprescribedtime,nocontest,thebuzzerwillsendringinthesystemandpromptedtohosttheviestoanswerfirst,realizethealarmfunction,ifmorethantimeviestoanswerfirst,viestoanswerfirstisinvalid.Thebuzzerismainlyappliedtotheencoder,decoderandlatch:itUSES74ls148torealizethebuzzerpick,tonumberoflatchisrealizedbyusing74ls279chip.Keywords:digitalintegration,demoboard,buzzer,alarm,timer,encoderanddecoder3目录第一章设计要求………………………………………………………41.1抢答器简介…………….……………………………………………………41.2设计指标……….……………………………………………………………4第二章工作原理…………….………………………………………….42.1各功能块电路图及功能简介……………….………………………………42.2电路工作原理分析…………………………….……………………………52.3工作状态…………………………….……………………………….…….72.4定时电路功能分析…………………………….……………………………72.5控制电路设计…………………………….……………………………….…92.6:控制电路设计…………………………………………………………………9第三章电路总设计图…………………………………………………103.1报警电路………………………………………………………………………113.2元器件…………………………….…………………………………………11第四章反真原理.…………………….…………………………………12设计体会…………………………….…………………………………………13参考文献……………………………….………………………………………134第一章：设计要求1.1抢答器简介：8路智力抢答器是一种用数字电路技术实现由主持人控制、定时抢答、报警功能的装置。他是在规定的时间内进行抢答。一旦有人抢答，显示器上会同时显示抢答时间和抢答选手号码。当超出规定时间时，即使抢答，不会显示选手号码。8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时序电路。通过此次设计与制作，进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于8路智力抢答器包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。1.2设计指标：1、计一个智力竞赛抢答器，可同时供8名选手或8个代表队参加比赛，他们的编号分别是0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S0——S7。2、给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。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，编号立即锁存，并在LED数码管行显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封锁输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零为止。4、抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定（如30s）。当节目主持人启动“开始”键后，要求定时器立即减计时，并用显示器显示，同时扬声器发出短暂的声响。5、参赛选手在设定的时间内抢答，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时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。6、如果定时抢答的时间已到，却没有选手抢答时，本次抢答无效，系统短暂报警，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。5第二章：原理图2.1各功能块电路图及功能简介主体电路图如下：[图1]图1：主体电路图（1）所用到的芯片：一个74LS47D译码器、两个74LS148D锁存器、一个74LS148D编码器组成。（2）各个芯片的作用：a、译码器：是将电路中抢答者按下的按钮编号显示出来，将编号显示在该电路部分的显示器上。b、锁存器：将抢答者的编号经过优先编码器编码之后进行所存。c、编码器：将锁存之后的编码进行分辨，分辨出后将其输出。（3）该部分电路操作过程：按下总开关，整个强大部分电路开通，等待输入端信号的输入，当有抢答者按下时，则表示有信号输入，编号通过优先编码器，锁存器和译码器最终将抢答者的编号显示在显示器上。2.1.1电路功能分析（1）优先编码电路（74LS148）分辨出抢答者编号，由锁存器（74LS279）锁存，由译码器（74LS47）显示编号；（2）控制电路对输入电路进行封锁，避免其他人两次抢答；（3）Space开关置于“闭合”，显示数码管熄灭（黑屏），置于“断开”，等待下一轮。（4）当有选手抢答时，译码器74LS47的~BI/RBO出现高电平，此时蜂鸣器发生，报警有选手抢答。2.2：电路工作原理分析：（1）RS触发器“74LS47”的真值表[表2]6表2：74LS47真值表（2）RS触发器“74LS148”的真值表[表3]表3：74LS148真值表（3）RS触发器“74LS279”的真值表（与非门）[表4]LTRBI输入DCBABI/RBO输出abcdefg012311111××××00000001001000111111111111001100001101101111100145671111××××0100010101100111111101100111011011001111011100008910111111××××100010011010101111111111111111001100011010011001121314151111××××110011011110111111110100011100101100011110000000BIRBILI×10×0×××××0000××××001000000000000001111111EI输入01234567输出A2A1A0GSEO1000000000××××××××11111111×××××××0××××××01×××××011××××0111×××01111××011111×011111101111111111111000001010011100101110111111001010101010101017表4：74LS279真值表2.3工作状态：（1）Space位于“消除”，触发器“74LS279”的四个R端接地（低电平），输出端（1Q1，1Q2，2Q1，2Q2）全部为低电平，于是74LS47的0BI，显示器灯熄灭。（2）74LS148选通输入端0ST（即0EI），74LS148处于工作状态，此时锁存器不工作。（3）当Space位于“开始”端时，优先编码电路和锁存器同时工作，等待输入端（74LS148）的输入端0、7输入信号。（4）例如：按下“5”号，编码器的输出010012YYY，即（CBA=010）经RS储存器后，1Q1=1,即1BI，74LS279处于工作状态，2Q2，2Q1，1Q2=101,经过74LS47译码后，显示器显示“5”。（5）1Q1，使74LS148的1ST（即1EI），74LS148处于禁止工作状态，封锁了其他键的输入。（6）当按下的键松开后，74LS148的1ESY（即1GS），但由于1Q1的输出端仍维持高电平不变，所以仍然处于禁止工作状态，封锁了其他键的输入。（7）当Space接地，才能复位，进入下一轮工作。2.4定时电路功能分析：由节目主持人根设定一次抢答的时间，通过预置时间电路对计数器进行预置，计数器的时钟脉冲由秒脉冲电路提供。可预置时间的电路选用十进制同步加减计数器74LS192进行设计，具体电路如图所示[图2]SRQQ00011011不