【正文】 沈陽航空 航天大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) （說明書） 智能搶答器的設(shè)計(jì) 班級(jí) / 學(xué)號(hào) 14070102 2021040701075 學(xué) 生 姓 名 王建鑫 指 導(dǎo) 教 師 李智慧 沈陽航空 航天大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 課 程 名 稱 模擬與數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)【 1】 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目 智能搶答器的設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求： 一、設(shè)計(jì)說明 與 技術(shù)指標(biāo) 用數(shù)字電路 設(shè)計(jì)一個(gè)具有 鎖存與顯示功能的 8 人搶答邏輯電路 接通電源后，主持人將開關(guān)撥到 “ 清除 ” 狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置于 “ 開始 ” 狀態(tài)，宣布 “ 開始 ” 搶答器工作。定時(shí)器倒計(jì)時(shí)，揚(yáng)聲器給出聲響提示。選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)搶答時(shí)，搶答器完成：優(yōu)先判斷、編號(hào)鎖存、編號(hào)顯示、揚(yáng)聲器提示。當(dāng)一輪搶答之后，定時(shí)器停止、禁止二次搶答、定時(shí)器顯示剩余時(shí)間。如果再次搶答必須由主持人再次操作 “ 清除 ” 和 “ 開始 ” 狀態(tài)開關(guān)。 二 、設(shè)計(jì)要求 1． 在選擇器件時(shí)，應(yīng)考慮成本 。 2． 根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，通過分析計(jì)算確定電路和元器件參數(shù)。 3． 畫出電路原理圖（元器件標(biāo)準(zhǔn)化，電路圖規(guī)范化）。 三 、實(shí)驗(yàn)要求 1．根據(jù)技術(shù)指標(biāo)制定實(shí)驗(yàn)方案；驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的電路 ，用軟件仿真 。 2．進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析。 四 、推薦參考資料 1. 童詩白，華成英主編．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) ． [M]北京： 高等教育 出版社， 2021 年 五 、按照要求撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告 成績 指導(dǎo)教師 日期 一、概述 介紹了數(shù)碼顯示八路搶答器電路的組成、設(shè)計(jì)及功能，電路采用74 系列常用集成電路 進(jìn)行 設(shè)計(jì) 。 該搶答器除具有基本的搶答功能外，還具有定時(shí)、計(jì)時(shí)和報(bào)警功能。主持人通過時(shí)間預(yù)設(shè)開關(guān)預(yù)設(shè)供搶答的時(shí)間，系統(tǒng)將完成自動(dòng)倒計(jì)時(shí)。若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)有人搶答，則計(jì)時(shí)將自動(dòng)停止；若在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)無人搶答，則系統(tǒng)中的蜂鳴器將發(fā)響，提示主持人本輪搶答無效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，若超過搶答時(shí)間則搶答無效。 該搶答器 主要運(yùn)用到了編碼器，譯碼器和鎖存器：它采用 74LS148來實(shí)現(xiàn)搶答器的選號(hào)，采用 74LS279 芯片實(shí)現(xiàn)對(duì)號(hào)碼的鎖存，采用74LS192 實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制的減法計(jì)數(shù)，采用 555 芯片產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)來共同實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)功能，并用數(shù)碼管將倒計(jì) 時(shí)顯示出來。 通過課程設(shè)計(jì)提高和鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，以及知識(shí)的綜合應(yīng)用和焊接技術(shù)。 二、方案論證 系統(tǒng)的組成框圖 圖 系統(tǒng)組成框圖 開關(guān) 編碼器 振蕩器 計(jì)時(shí)器 譯碼器 顯示器 系統(tǒng)的工作原理 定時(shí)搶答器的總體框圖如下圖 ： 圖 搶答器工作框圖 如圖所示電路包括上下兩部分。其中上半部分電路完成基本的搶答功能，即主持人按下控制開關(guān)后，當(dāng)選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，數(shù)碼管顯示選手編號(hào)，同時(shí)封鎖輸入電路，其他選手搶答無效。下半部分電路完成定時(shí)搶答的功能以及報(bào)警功能。圖 所示電路的工作過程是：接通電源后，主持人將控制開關(guān)置于“清除”處，此時(shí)搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，選手不能進(jìn)行搶答，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的時(shí)間（ 30s），當(dāng)主持人將控制開關(guān)置于 “開始”時(shí)， 揚(yáng)聲器發(fā)出聲響，搶答器處于工作狀態(tài)，同時(shí)定時(shí)器開始倒計(jì)時(shí)。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，電路要完成 以下功能： （ 1）優(yōu)先編碼電路判斷搶答者的編號(hào)，并由鎖存器進(jìn)行鎖存，然后通過譯碼顯示電路在數(shù)碼管上顯示搶答者的編號(hào)； （ 2）揚(yáng)聲器發(fā)出短暫聲響； （ 3）控制電路對(duì)其余輸入編碼進(jìn)行封鎖，禁止其他選手進(jìn)行搶答； （ 4）控制電路要使定時(shí)器停止工作，數(shù)碼管上顯示剩余的搶答時(shí)間，當(dāng)選手將問題回答完畢，主持人操作控制開關(guān)進(jìn)行系統(tǒng)清零，使系統(tǒng)回復(fù)到禁止工作狀態(tài)，以便進(jìn)行下一輪搶答。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒有選手按鍵 編碼器 鎖存器 加法器 譯碼器 顯示器 計(jì)數(shù)器 譯碼器 顯示器 振蕩器 開關(guān) 選手搶答時(shí)，系統(tǒng)將報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。 三、電路設(shè)計(jì) 搶答電路的設(shè)計(jì) 搶答電路的功能有兩個(gè)：一是能分辨出選手按鍵的的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，供譯碼顯示電路用；二是要使其他選手的按鍵操作無效。選用優(yōu)先編碼 74LS148 和 RS 鎖存器 74LS279 可以完成上述功能，其電路組成如圖 31所示： 圖 搶答電路 V C C5VR61kΩU67 4 L S 4 8 DA7B1C2D6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~LT3~RBI5~BI/RBO4R81 8 0 Ω R PA C K 7U 1 17 4 L S 2 7 9 D1Q141Q27~1S12~1S23~1R11~1S36~1R25U 1 1 B7 4 L S 2 7 9 D1Q141Q27~1S12~1S23~1R11~1S36~1R25J10K e y = S p a c eU 1 47 4 L S 1 4 8 DA09A17A26GS14D313D41D52D212D111D010D74D63EI5EO15U 1 5A B C D E F GCKL E D 2R 1 5500Ω0706863