【正文】 ............. 23 總結(jié) 24 致謝 ............................................................................ 26 參考文獻(xiàn) ....................................................................... 27 塔里木大學(xué)課程設(shè)計評審意見表 28 課程設(shè)計驗(yàn)收鑒定表 29 塔里木大學(xué)教學(xué)實(shí)習(xí)日志 30 塔里木大學(xué)數(shù)字電路課程設(shè)計說明書 第 1 頁 共 30 頁 四路 智力競賽搶答器 摘要 : 在 日常生 活中各種 競賽場合經(jīng)常要用到 搶答器 ，在電視臺 和娛樂場所 等大型場合中的智力搶答 更是不可缺的 系統(tǒng)，其利用的是大型顯示屏顯示數(shù)字。 搶答 器不但在以上場合取到很大的作用，而且在現(xiàn)代制造業(yè)中也有很重要的作用 。 現(xiàn)代電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，各類智能化產(chǎn)品相應(yīng)而出， 搶答器 器也不例外；數(shù)字電路具有電路簡單、可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計就 以 數(shù)字電路為核心設(shè)計 四路搶答器 。 而本次課程設(shè)計技術(shù)目標(biāo)與要求是設(shè)計四路的搶答器，附有簡單的搶答功能，不僅可以用于比賽，娛樂搶答，知識競賽 等 活動，也可以用于各類需要競爭的場合，搶答器的運(yùn)用非常附 有人性化，應(yīng)用非常廣泛。 實(shí)現(xiàn)搶答器功能的方式有多種，可以采用模擬電路、數(shù)字電路或模擬混合電路，可以實(shí)現(xiàn)多路搶答的功能。 為了加深對數(shù)字電子技術(shù)課程理論知識的理解，有效的提高動手能力，獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)造性思維能力，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力，現(xiàn)設(shè)計一個用數(shù)字電路設(shè)計的四路搶答器，以74LS17 74LS00、 74LS 555 為核心，使其具有反應(yīng)快、功能齊全、實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn)。 通過電路的設(shè)計、焊接、安裝、調(diào)試、整理資料等環(huán)節(jié)，初步 掌握工程設(shè)計方法和組織實(shí)踐的基本技能，逐步熟悉開展科學(xué)實(shí)踐的程序和方法。仿真成功，電路板良好。 關(guān)鍵詞： 搶答器 電路 仿真 設(shè)計 第 2 頁 共 30 頁 設(shè)計要求 (1)4 名選手編號為： 1， 2， 3， 4。各有一個搶答按鈕，按鈕的編號與選手的編號對應(yīng)，也分別為 S1, S2,S2,S4 (2)給主持人設(shè)置一個控制按鈕，用來控制系統(tǒng)清零（搶答顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開始。 (3)搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，該選手編號立即鎖存，并在搶答顯示器上相對應(yīng)的二極 管發(fā)光，同時封鎖輸入編碼電路，禁止其他選手搶答。搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 (4)可用 555 定時器產(chǎn)生頻率為 1Hz的脈沖信號，作為定時計數(shù)器的 CP 信號。 按照搶答規(guī)則，電路能對第一個搶答開關(guān)的回答者迅速作出反應(yīng)，對應(yīng)的燈要亮，并且燈亮起之后，該答題者不必長按開關(guān)，電路可以自行工作，保持燈亮。其次，當(dāng)有一盞搶答燈亮起之后么，其他答題者后繼的開關(guān)按下信號不會使其他燈亮。最后，當(dāng)本次答題結(jié)束后，主持人的開關(guān)可以關(guān)閉亮起來的燈，使電路恢復(fù)初始狀態(tài)，等待下一次的搶答。 根據(jù)以上分析，電路應(yīng)有如下功 能： （ 1） 記憶功能：電路能夠保持第一個按下開關(guān)者的信號，讓其對應(yīng)的信號燈自動保持長亮，從而答題者不用長按開關(guān)，并且該信號還要對屏蔽電路起作用。 （ 2） 屏蔽功能：當(dāng)?shù)谝粋€燈亮起之后，電路能夠使用記憶的信號，屏蔽掉其他后繼答題者的開關(guān)信號，使其他的燈不會再亮。 （ 3） 恢復(fù)功能：主持人開關(guān)可以使電路恢復(fù)到初始狀態(tài)。 設(shè)計目的 (1)進(jìn)一步掌握數(shù)字電子技術(shù)課程所學(xué)的理論知識，加深對數(shù)字電子技術(shù)課程理論知識的理解。 (2).熟悉幾種常用集成數(shù)字芯片，并掌握其工作原理，進(jìn)一步學(xué)會使用其進(jìn)行電路設(shè)計。 (3)了解數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的基本 思想和方法，學(xué)會科學(xué)分析和解決問題 ,有效的提高動手能力，獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)造性思維能力。 (4)培養(yǎng)認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和實(shí)事求是的工作態(tài)度，培養(yǎng)綜合運(yùn)用理論知識解決塔里木大學(xué)數(shù)字電路課程設(shè)計說明書 第 3 頁 共 30 頁 實(shí)際問題的能力 （ 1）搶答器最多可供 4 名選手參賽，編號為 1— 4 號，各隊分別用一個按鈕（分別為 S1— S4）控制，并設(shè)置一個系統(tǒng)清零和搶答控制開關(guān) Space，該開關(guān)由主持人控制。 （ 2）搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能，并將鎖存數(shù)據(jù)用 LED 數(shù)碼管顯示出來，直到主持人清零。 （ 3）開關(guān) space 作為清零及搶答控制開關(guān)（由 主持人控制），當(dāng)開關(guān) space 被按下時搶答電路清零，當(dāng)開關(guān) Space 松開時則允許搶答。輸入搶答信號由搶答按鈕開關(guān) S1— S4 實(shí)現(xiàn)。 （ 4）有搶答信號輸入（開關(guān) S1— S4 中的任意一個開關(guān)被按下）時，并顯示相對應(yīng)的燈處于亮的狀態(tài)。此時再按其他任何一個搶答器開關(guān)均無效，指示燈依舊“保持” 第一個開關(guān)按下時所對應(yīng)的狀態(tài)不變。 如圖 1 所示為設(shè)計方框圖。其工作原理為：接通電源后，主持人將開關(guān)撥到“清零”狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號顯示器燈滅，主持人將開關(guān)置“開始”狀態(tài)，宣布“開始” 搶答器工作。選 手在定時時間內(nèi)搶答時，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號鎖存、編號顯示。當(dāng)一輪搶答之后，禁止二次搶答。如果再次搶答必須由主持人再操作“清除”和“開始”狀態(tài)開關(guān)。 圖 1 總設(shè)計方框圖 搶答 按鈕 主持人控制開關(guān) 控制電路 鎖存電路 搶答鑒別電路 顯示電路 塔里木大學(xué)數(shù)字電路課程設(shè)計說明書 第 4 頁 共 30 頁 4． 具體電路設(shè)計 主電路設(shè)計 主設(shè)計電路如圖 2，電路選用 74LS17 74LS00、 74LS20 來完成。該電路主要完成兩個功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存搶答者的編號，同時在顯示管顯示；而且禁止 其他選手按鍵，其按鍵操作無效。工作過程：開關(guān) Space 按下時，電路斷開輸入端為零，開關(guān) Space 閉合時，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將搶答器按鍵按下時（如按下 S2）， 74LS175 的輸出鏡 RS 鎖存后， 74LS175 處于工作狀態(tài)，若發(fā)光二極管 2 亮， CTR=1,使 74LS175 其他工作端等于 1，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時， 74LS175 的此時由于仍為 CTR=1，所以 74LS175 仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會出二次按鍵時輸入信號，保證了搶答者的優(yōu)先性。如果再次搶答需要主持人將 Space 開 關(guān)重新按下然后才能進(jìn)行。 具體的電路連線如圖 2 塔里木大學(xué)數(shù)字電路課程設(shè)計說明書 第 5 頁 共 30 頁 圖 2 主電路圖 設(shè)計的 電路中 LS175 為一四路的鎖存器，當(dāng) CLK 引腳輸入上升沿時， D1D4 被鎖存到輸出端（ Q1Q4）。在 CLK 其他狀態(tài)時，輸出與輸入無關(guān)。其異步復(fù)位端為低電平時，Q1Q4 輸出為低， /Q1/Q4 輸出為高。