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1电子电路设计实践设计题目：八路抢答器设计系别：电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：2011级1班姓名：学号：指导教师：时间：2013年3月24日绥化学院电气工程学院2一、设计目的八路抢答器设计二、设计原理抢答器运用于各种规模的竞赛、文娱活动中的抢答环节，能过准确、公正、明了地判断出抢答者的编号。其中主要通过语音提示，信号灯提示，数码管的数字提示来显示抢答结果。抢答器的种类繁多，根据不同的场合出现了不同规格的抢答器，根据不同的设计方法与不用的材料制作出来的抢答器的功能也不尽相同。设计制作的方法主要是基于单片机编程来实现抢答功能，以及利用数字电路来的基本门电路来设计简易的抢答器。本次课程设计也是基于数字电路的基本门电路来设计的八路抢答器。该八路抢答器基本上要实现一下几点功能：1、抢答器同时供8名选手或8个代表队参加比赛；2、电路拥有开关控制功能和数据清零功能，该开关只能由主持人控制；3、抢答器具有锁存功能即选手按动按钮，锁存相应的编号，之后其他选手按键被禁止；4、在锁存的基础上用LED等和数码管显示抢答者编号的显示功能；根据以上功能的要求，电路的设计中应该包含编码器、译码器、锁存器，信号灯LED以及数码管等环节，设计出抢答器的总体框架如下：图1抢答器总框架图图1基本上实现主持人对开关的控制与清零作用，选手抢答与锁存并且通过显示元件显示抢答结果。3三、设计方案芯片功能①74LS148：只按优先级高的输入信号编码，优先级低的信号则不起作用。②74LS279：74LS279为四个R-/S锁存器;③74LS48：七段译码器;④74LS138：译码器；抢答器的主要两个功能：一是判断出抢答选手的先后，并锁存优先抢答者的编号，经译码器译码并通过显示器显示；二是使其他选手在锁存自后的按键无效。故可以选用优先编码器74LS148和锁存器74LS279两个芯片可以完成以上功能。其主要工作原理：当主持人控制开关处于“清除”位置时，锁存器74LS279中的四个RS触发器R端为低电平，输出端1Q-4Q全部为低电平，于是74LS48的BI=0，显示器灭灯；74148的选通输入端ST=0，74LS148处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人开关拨到“开始”位置时，优先编码电路和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端I7...I0输入信号，当有选手将键按下时(如按下S5)，74LSl48的输出012YYY=010，EXY=0，经RS锁存器后，CTR=l，BI=1，74LS279处于工作状态，4Q3Q2Q=101，经74LS48译码后，显示器显示出‘5’，经74LS138译码后相应5号发光二极管等两。此外，CTR=1，使74LSl48的ST端为高电平，74LSl48处于禁止工作状态，封锁了其它按键的输入。当按下的键松开后，74LSl48的为EXY高电平，但由于CTR维持高电平不变，所以74LSl48仍处于禁止工作状态，其它按键的输入信号不会被接收。这就保证了抢答者的优先性以及抢答电路的准确性。此后等待主持人操作控制开关SW9，使抢答电路复位，以便进行下一轮抢答。总结以上设计方案可以列出基本的元器件：芯片74LS148、74LS138、74LS279、74LS48、弹簧开关，数码管，放光二极管LED灯、电阻、导线等基本材料。根据设计方案来设计抢答器的电路图，可以通过Protel软件绘制电路图和布线，用Proteus的软件仿真功能来实现设计电路的可行性。4四、电路设计在抢答器被选通时，基本的工作流程：抢答按钮工作→优先译码器→锁存器→译码器→显示器。根据以上的工作流程和所需用的基本的元件设计电路图并利用Proteus画出的电路原理图：八路抢答器电路图画好电路原理图后利用Proteus软件画出电路图后还可以进行模拟仿真功能。图中分别用SW1-SW7来表示8位抢答者,当抢答电路导通后，闭合8个开关中的任一开关，数码管会立即显示抢答者相应的编号，同时相应的LED灯也会亮。再反复的进行几次模拟抢答，确定无误后可以根据电路图进行下一步的设计。5五、元件清单元件名称数量备注74LS1481优选编码器74LS2791锁存器74LS1381译码器74L481译码器SW-SPST-MOM9弹簧式开关LED9发光二极管RES910KRES8510欧7SEG-COM-CAT-BLUE1数码管显示器导线若干单股细单线