【正文】 十五路搶答器設(shè)計(jì) 一、 設(shè)計(jì)的目的 通過(guò)本課題設(shè)計(jì)，掌握數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 二、 設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求 1．設(shè)計(jì)一個(gè)智力搶答器，可同時(shí)供 15 名選手參加比賽，對(duì)應(yīng) 15 個(gè)搶答按鈕。 2．主持人設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)得清零（顯示數(shù)碼滅）和搶答開(kāi)始。 3．搶答器具有數(shù)據(jù)鎖存功能，搶答開(kāi)始后，若有選手搶答，編號(hào)立即鎖存， LED 顯示選手編號(hào)。同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示，此外，要封鎖輸入電路。 4．（擴(kuò)展功能）定時(shí)搶答，主持人設(shè)定時(shí)間，啟動(dòng)開(kāi)始后，定時(shí)器立即減計(jì)時(shí)，并用顯示器顯示。 5．參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答，搶答 有效，定時(shí)器停止工作，顯示選手編號(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。 6．如果定時(shí)搶答的時(shí)間已到，卻沒(méi)有選手搶答，本次搶答無(wú)效，并封鎖輸入電路，報(bào)警，禁止超時(shí)搶答。 三、參考元件 74LS192 NE555 74LS48 74LS279 74LS148 74LS00 74LS121 發(fā)光二極管 數(shù)碼顯示器 電阻 電容 四、 設(shè)計(jì)步驟與要求 1． 擬定組成框圖； 2． 設(shè)計(jì)各單元電路，要求步線整齊、美觀、便于線路連接調(diào)試； 3． 仿真測(cè)試邏輯功能，已滿足設(shè)計(jì)功能要 求； 4． 畫(huà)出整機(jī)邏輯電路圖； 5． 寫(xiě)出設(shè)計(jì)論文。 五、 設(shè)計(jì)成果 1． 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，不少于 6000 字，用 A4 紙打印裝訂； 1． 設(shè)計(jì)電路總圖一張，用電路設(shè)計(jì)軟件繪圖； 2． 電子文檔 六、 主要參考資料 數(shù)字電子教材 數(shù)字電子電子電路設(shè)計(jì)相關(guān)資料 集成電路產(chǎn)品手冊(cè) 目錄 引言 …………………………………………………………………………………1 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 ………………………………………………………..........1 (一 ) 基本功能 …………………………………………………... ...................1 (二 ) 擴(kuò)展功能 ………………………………………………….. ....................1 二、搶答器組成框圖 ……………………………………………………………...2 (一 ) 搶答器組成總框圖 ……………………………………… ……………...2 (二 ) 各個(gè)電路的組成 ……………………………………………... ................2 (三 ) 搶答器組成具體框圖 ……………………………………… …………… 3 三、單元電路 ……………………………………………………………………….3 (一 ) 搶答電路 …………………………………………………………………3 1. 主要功能 ………………………………………………………… ……3 2. 電路原理圖 ……………………………………………………… …… 4 3. 子電路 …………………………………………………………………4 (二 ) 定時(shí)電路 …………………………………………………………………….8 ……………………………………………………………… .… 8 …………………………………………………………… ….8 …………………………………………………… …………… .....8 ( 三 ) 報(bào)警電路 ……………………………………………………………………11 1. 主要功能 ………………………………………………………………...11 2. 電路原理圖 ……………………………………………………………...11 . (四 ) 控制電路 …………………………………………………………………….12 1. 主要功能 ………………………………………………………………...12 …………………………………………………………………… .12 四、 15 路搶答器設(shè)計(jì)總結(jié) ……………………… …… ………………………….... .14 五 .、致謝 ………………………………………………... ..........................................15 六、參考文獻(xiàn) ……………………………………………… ………………………..15 七、總電路原理圖 ……………………………………... ...........................................16 附件 摘要： 數(shù)字搶答器由主體電路與擴(kuò)展電路組成。優(yōu)先編碼電路、鎖存器、譯碼電路將參賽隊(duì)的輸入信號(hào)在顯示器上輸 出；用控制電路和主持人開(kāi)關(guān)啟動(dòng)報(bào)警電路，以上兩部分組成主體電路。通過(guò)定時(shí)電路和譯碼電路將秒脈沖產(chǎn)生的信號(hào)在顯示器上輸出實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)功能，構(gòu)成擴(kuò)展電路。經(jīng)過(guò)布線、焊接、調(diào)試等工作后數(shù)字搶答器成形。 關(guān)鍵字： 搶答電路 。 定時(shí)電路 。 報(bào)警電路 引言 搶答器同時(shí)供 16 名選手或 16 個(gè)代表隊(duì)比賽 ,設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān) S，該開(kāi)關(guān)由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在 LED 數(shù)碼管上顯示，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警聲響提示。選手搶答實(shí)行優(yōu)先鎖存，優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人 將系統(tǒng)清除為止。搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如 30 秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng) 開(kāi)始 鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間 秒左右。參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示 00。 一、設(shè)計(jì)任務(wù)與 要求 （一）基本功能 1．可同時(shí) 15 名選手參加比賽，他們的編號(hào)分別是 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8，9， 10， 11， 12， 13， 14， 15，各用一個(gè)搶答按鈕，按鈕的編號(hào)與選手的編號(hào)相對(duì)應(yīng)，分別是 S1， S2， S3， S4， S5， S6， S7， S8， S9， S10， S11， S12，S13， S14， S15。 2．節(jié)目主持人設(shè)置一個(gè)控制開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制系統(tǒng)的清零和搶答的開(kāi)始。 3．?dāng)?shù)字搶答器應(yīng)具有數(shù)碼鎖存、顯示功能。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)碼管上顯示選手的編號(hào)，同時(shí)揚(yáng)聲器給出音響提示。此外，要封鎖輸入電路，禁止其他選手搶答。優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 （二）擴(kuò)展功能 1．定時(shí)搶答功能。搶答器定時(shí)為 30 s，啟動(dòng)起始鍵后，定時(shí)器開(kāi)始工作，立即減計(jì)，并在顯示器上顯示出來(lái)，同時(shí)揚(yáng)聲器要短暫報(bào)警。 2．參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)搶答（ 30s），搶答用效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶倕時(shí)刻的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清零為止。 3．當(dāng)定時(shí)搶答的時(shí)間已到，還沒(méi)有選手搶答進(jìn)，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。 二 、 搶答器組成框圖 (一 ) 搶答器組成總框圖 圖 搶答器組成框圖 (二 )、 各個(gè)電路的組成 1. 照框圖，根據(jù)功能指標(biāo)的要求，可以確定各個(gè)電路的組成。 1) 搶答電路由優(yōu)先編碼電路 74LS148，鎖存器 74LS279 組成。 2) 定時(shí)電路由秒脈沖產(chǎn)生電路 NE555，同步計(jì)數(shù)器 74LS192 組成。 3) 報(bào)警電路由脈沖產(chǎn)生電路 NE555，揚(yáng)聲器組成。 4) 控制電路用 搶答按鈕 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 74LS121 和一些門(mén)電路實(shí)現(xiàn) 。 2. 圖示的定時(shí)搶答器的工作過(guò)程是：接通電源時(shí)，節(jié)目主持人將開(kāi)關(guān)置于“清除”位置，搶答器處于禁止工作狀態(tài)，編 號(hào)顯示器滅燈，定時(shí)顯示器顯示設(shè)定的時(shí)間，當(dāng)節(jié)目主持人宣布搶答題目后，說(shuō)一聲“搶答開(kāi)始”，同時(shí)將控制開(kāi)關(guān)撥到“開(kāi)始”位置，揚(yáng)聲器給出聲響提示，搶答器處于工作狀態(tài)，定時(shí)器倒計(jì)時(shí)。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到，卻沒(méi)有選手搶答時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警，并封鎖輸入電路，禁止選手超時(shí)后搶答。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，搶答器要完成以下四項(xiàng)工作： 1) 優(yōu)先編碼電