多路智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)_課程設(shè)計(jì)(已修改)
2025-09-09 17:29 本頁(yè)面
【正文】 課程設(shè)計(jì)題目： 多路智力競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)目的 : 隨著各種智力競(jìng)賽越來(lái)越多，在答題的過(guò)程中一般要分為必答和搶答兩種。必答有時(shí)間的限制，到時(shí)間要警告。而搶答則要求參賽者做好充分的準(zhǔn)備，等主持人說(shuō)完題目，參賽者開(kāi)始搶答，誰(shuí)先按鈕，就由這個(gè)參賽者答題，但是很難確認(rèn)誰(shuí)先按的，因此使用搶答器來(lái)完成這一功能是很有必要的。 本設(shè)計(jì)是一個(gè)可供八個(gè)人搶答的多路搶答器。可以顯示優(yōu)先搶者的序號(hào)，幷同時(shí)有音響提示。幷具有倒計(jì)時(shí)功能。當(dāng)鎖定時(shí)間到了的時(shí)候會(huì)有音響提示。當(dāng)一次搶答完畢，可由主持人按復(fù)位鍵重新開(kāi)始下一次搶答。 設(shè)計(jì)要 求 :掌握搶答器的工作原理及其設(shè)計(jì)方法。 （ 1）設(shè)計(jì)一個(gè)智力競(jìng)賽搶答器，可同時(shí)供 8 名選手或 8 個(gè)代表隊(duì)參加比賽，他們的編號(hào)分別是 0、 7，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)和選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是 S0S7。 （ 2）給節(jié)目主持人設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零（編號(hào)顯示數(shù)碼管滅燈）和搶答的開(kāi)始。 （ 3）搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存和顯示的功能。搶答開(kāi)始后，若有選手按動(dòng)搶答按鈕，編號(hào)立即鎖存，并在 LED 數(shù)碼管行顯示出選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示。此外，要封存輸入電路，禁止其 他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一致保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 （ 1）搶答器具有定時(shí)搶答的功能，且一次搶答的時(shí)間可以由主持人設(shè)定（如30S）。當(dāng)節(jié)目主持人啟動(dòng)“開(kāi)始”鍵后，要求定時(shí)器立即減計(jì)時(shí)，并用顯示器顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)時(shí)間 左右。 （ 2）參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 （ 3）如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)短暫報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超 時(shí)后搶答，時(shí)間顯示器上顯示 00。 設(shè)計(jì)原理及其框圖： 數(shù)字搶答器工作原理為：主持人將開(kāi)關(guān)置“開(kāi)始”狀態(tài)，搶答器工作，定時(shí)器開(kāi)始倒計(jì)時(shí)，并且報(bào)警器工作 （時(shí)間為一秒） 。若選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答，則通過(guò)優(yōu)先編碼器（ 74ls148）記錄下選手的編號(hào)并送入鎖存器（ 74ls279）鎖存記錄，然后通過(guò)譯碼器（ 74ls48）進(jìn)行譯碼，驅(qū)動(dòng)八段數(shù)碼顯示器工作，顯示選手編號(hào) ，計(jì)時(shí)器顯示剩余時(shí)間 。與此同時(shí)時(shí)通過(guò)鎖存器的輸出信號(hào)讓計(jì)優(yōu)先編碼器停止工作保證其他選手再進(jìn)行選擇無(wú)效 ；如果在定時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有選手搶答則通過(guò)計(jì)時(shí)端的譯碼器的借位輸 出端的輸出信號(hào)來(lái)控制優(yōu)先編碼器，使其停止工作。 當(dāng)一輪搶答之后，主持人 將開(kāi)關(guān)放到“清除”擋，使得編碼器（ 74ls48）停止工作，顯示選手編號(hào)的顯示器也停止工作。同時(shí)連接一個(gè)異步清零端用來(lái)清除計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間使之為 00， 555 計(jì)時(shí)器由于 RST 端為低電平也停止工作，導(dǎo)致報(bào)警器和計(jì)時(shí)電路也停止工作。 總體框圖如下： 各部分電路的分析： 1. 搶答電路 此 部分電路主要的功能是 ：（ 1） .實(shí)現(xiàn) 8 路選手搶答并鎖存 優(yōu)先搶答的選手的編號(hào) ，同時(shí) 通過(guò) 數(shù)碼顯示 選手的編號(hào)（ 2） .在有選手搶答或者是規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有搶答選手情況下使選手的搶答 無(wú)效 。 主要使用的芯片是優(yōu)先 編碼器 74LS148 和鎖存器 74LS279 還有七段數(shù)碼顯示器 。該電路 的 工作過(guò)程 是 ：開(kāi)關(guān) S 置于 清除 端時(shí)， RS 觸發(fā)器的 R 端均為0， 4 個(gè)觸發(fā)器輸出置 0，使 74LS148 的優(yōu)先編碼 始能端 EI＝ 0，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān) S 置于 開(kāi)始 時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)， 如果 有選手將搶答按鍵按下時(shí)（如按下 S5）， 經(jīng)過(guò)優(yōu)先編碼器（ 74LS148 ）編碼記錄下選手編號(hào)然后送入鎖存器（ 74ls279）鎖存，此時(shí) GS=1，使得 74ls279 的第四套 S端有效，輸出為 1，所以 BI/RBO =1, 譯碼器 74LS48 處于工作狀態(tài)， 最后通過(guò)七段數(shù)碼顯示器顯示選手編號(hào)（ 經(jīng)譯碼顯示為“ 5” ） 。此外， 優(yōu)先編碼器（ 74ls148）的EI＝ 1使其停止工作，其他選手再進(jìn)行搶答無(wú)效 。 顯示器顯示的為搶答成功的選手的編號(hào) ，保證了搶答者的優(yōu)先性 。若在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有選手進(jìn)行搶答則計(jì)數(shù)部分高位片產(chǎn)生借位信號(hào)，借位信號(hào)使得優(yōu)先編碼器（ 74ls148）的始能端 EI=1，時(shí)期停止工作，即使有選手按鍵也為無(wú)效，保證了選手只能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答。第一輪搶答結(jié)束后，主持人將開(kāi)關(guān)置“清零”端，使得鎖存器 R端均為零，則第四 套鎖存器輸出為 0，使得 BI/RBO=0，譯碼器（ 74ls48）不工作，顯示器熄滅，最后進(jìn)行下一輪的搶答。 搶答電路圖 如下： U3A74LS279D1Q141Q27~1S12~1S23~1R11~1S36~1R25U3B74LS279D2Q192Q213~2S111~2S212~2R110~2S315~2R214VCC5VR910k166。184。
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