【正文】 制 、 電子測(cè)量?jī)x表 、 電視 、 雷達(dá) 、 通信等各個(gè)領(lǐng)域 .例如在現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)中 ,數(shù)字測(cè)量?jī)x表不僅比模擬測(cè)量?jī)x表精度高 ,功能高 ,而且容易實(shí)現(xiàn)測(cè)量的自動(dòng)化和智能化 .隨著集成技術(shù)的發(fā)展 ,尤其是中 ,大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展 ,數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用范圍將會(huì)更廣泛地滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè) 部門(mén) ,并將產(chǎn)生越來(lái)越深刻的影響 .特別是 “ 信息高速公路 ”（ Information Superhighway）時(shí)代 . 在許多比賽活動(dòng)中 ,為了準(zhǔn)確 、 公正 、 直觀地判斷出第一搶答者 ,通常設(shè)置一臺(tái)數(shù)字電子搶答器 ,通過(guò)數(shù)顯 、 燈光及音響等多種手段指示出第一搶答者 ,記分 、犯規(guī)及獎(jiǎng)勵(lì)記錄等多種功能 .該設(shè)計(jì)就是針對(duì)上述各種要求設(shè)計(jì)出的供數(shù)名選手參賽使用的數(shù)字式競(jìng)賽搶答器 .在此次課程設(shè)計(jì)中由于時(shí)間和條件的問(wèn)題 .我們應(yīng)用我們所學(xué)的 數(shù)字 電路作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)以中小規(guī)模的組成的電子搶答器 . 搶答器主要用于選手做搶答題時(shí) ,選手進(jìn)行搶答 ,搶 到題的選手來(lái)回答問(wèn)題 .搶答器不僅考驗(yàn)選手的反應(yīng)速度同時(shí)也要求選手具備足夠的知識(shí)面和一定的勇氣 .選手們都站在同一個(gè)起跑線上 ,體現(xiàn)了公平公正的原則 . 2 設(shè)計(jì)任務(wù)目的及要求 設(shè)計(jì)目的 通過(guò)課程設(shè)計(jì) ,對(duì)數(shù)字邏輯的基本內(nèi)容有進(jìn)一步的了解 ,特別是時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì) .能把學(xué)到的數(shù)字邏輯理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐 ,操作 .在提高動(dòng)手能力的同時(shí)對(duì)常用的集成芯片有一定的了解 ,在電路設(shè)計(jì)方面有感性的認(rèn)識(shí) .而且在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的時(shí)候遇到問(wèn)題 ,通過(guò)獨(dú)立的思考有利于提高解決問(wèn)題的能力 .在經(jīng)過(guò)課程設(shè)計(jì)后 ,更明白數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)的一般方法 ,以及在遇到困難怎么排除問(wèn)題 . 設(shè)計(jì)要求 我選擇的課程任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè) 8 位數(shù)字搶答器 . 設(shè)計(jì)要求包括： 1. 搶答器同時(shí)供 8 名選手或 8 個(gè)代表隊(duì)比賽 ,分別用 8 個(gè)按鈕 S0 ~ S7 表示 . 臨沂 大學(xué)理學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 2 2. 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 . 3. 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 . 4. 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) . 5. 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 . 6. 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)通過(guò)一個(gè)指示燈報(bào)警并禁止搶答 ,定時(shí)顯示器上顯示 00. 3 工作原理及設(shè)計(jì)方案 搶答器是為競(jìng)賽參賽者答題時(shí)進(jìn)行搶答而設(shè)計(jì)的一種優(yōu)先判決器電路 ,競(jìng)賽者可以分為若干組 ,搶答時(shí)各組對(duì)主持人提出的問(wèn)題要在最短的時(shí)間內(nèi)做出判斷 ,并按下?lián)尨鸢存I回答問(wèn)題 .當(dāng)?shù)谝粋€(gè)人按下按鍵后 ,則在顯示器上顯示該組的號(hào)碼 ,同時(shí)電路將其他各組按鍵封鎖 ,使其不起 作用 .回答完問(wèn)題后 ,由主持人將所有按鍵恢復(fù) ,重新開(kāi)始下一輪搶答 .搶答器具有定時(shí)搶答功能 ,且每次搶答的時(shí)間可以由主持人設(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) . 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)通過(guò)一個(gè)指示燈報(bào)警并禁止搶答 ,定時(shí)顯示器上顯示 00. 因此要完成搶答器的邏輯功能 ,該電路至少應(yīng)包括輸入開(kāi)關(guān) 、 數(shù)字顯示 、 判別組控制以及組號(hào)鎖存等部分 . 原理框 圖 圖 1 原理框圖 臨沂 大學(xué)理學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 3 設(shè)計(jì)思路 1. 搶答器供 8 名選手比賽 ,分別用 8 個(gè)按鈕 S0 ~ S7 表示 .這個(gè)功能只需要通過(guò)管腳分配把按鈕分配到實(shí)驗(yàn)版上的撥動(dòng)開(kāi)關(guān) SW0 到 SW7,讓每個(gè)選手撥動(dòng)開(kāi)關(guān)后產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)就可以了 .不同的選手撥動(dòng)按鈕發(fā)出信號(hào)通過(guò) 74LS148 編碼器進(jìn)行編碼 ,編碼后輸出信號(hào)進(jìn)行下一步的譯碼和鎖存 . 2. 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 .在這里首先通過(guò)管腳分配把開(kāi)關(guān) S 分配到相應(yīng)一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān) ,這個(gè)就是開(kāi)關(guān) 應(yīng)的線路 ,這個(gè)線路通過(guò)與非門(mén)連接 其他信號(hào) ,從而達(dá)到清零的功能 . 3. 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) ,并將優(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 .74LS373 具有鎖存功能 ,可以在一個(gè)選手按下按鈕后進(jìn)行鎖存 ,其他的選手不能再搶答 .鎖存相應(yīng)的編號(hào)時(shí) ,由于編碼器編的是從 0 到 7,如果 0 號(hào)選手搶答 ,與清零的時(shí)候可能造成混淆 ,所以要加上加法器 ,對(duì)編碼器的 0 到 7 都加上 74LS83,這樣在后面的 74LS47譯碼器上就可以顯示 1 到 8 的號(hào)碼 . 4. 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) .74LS192 具有減法功能 ,通過(guò)使用74LS192 可以對(duì)設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行自減 ,只需要給定 74LS192 秒脈沖就可以 .同時(shí)74LS192 結(jié)合 74LS47 可以對(duì)所設(shè)定的搶答時(shí)間和選手搶答的時(shí)間顯示出來(lái) . 5. 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 .選手進(jìn)行搶答 ,通過(guò)編碼器 ,鎖存器 ,加法器 ,譯碼器等顯示出來(lái) .當(dāng)某個(gè)選手搶答有效 ,通過(guò) 74LS148編碼器的 GSN 端口連 接到控制清零端的與非門(mén)就可以進(jìn)行禁止其他選手的搶答 ,同時(shí)把該選手的號(hào)碼顯示在數(shù)碼管上 ,同時(shí)通過(guò) 74LS148編碼器的 GSN端口可以停止 74LS192 的脈沖 ,從而讓脈沖停止 ,達(dá)到顯示搶答時(shí)間的效果 . 6. 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)通過(guò)一個(gè)指示燈報(bào)警并禁止搶答 ,定時(shí)顯示器上顯示 ,減法器 74LS192 的十位的 LDN 端口發(fā)出一個(gè)高電平 ,在這個(gè)端口上連接上一個(gè)顯示燈 ,作為報(bào)警用 .同時(shí)減法器74LS192 的十位的 BON 端口會(huì)發(fā)出一個(gè)低電平 ,可以連接到脈沖上 ,讓脈沖停止 ,數(shù)碼 管上顯示的是 00. 設(shè)計(jì)流程圖 臨沂 大學(xué)理學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)） 4 圖 2 流程圖 設(shè)計(jì)方案 整體的電路可以分為兩部分 ,一個(gè)是搶答電路 ,第二部分是定時(shí) 、 報(bào)警電路 . 1 .搶答的部分：搶答器供 8 名選手比賽 ,分別用 8 個(gè)按鈕 S0 ~ S7 表示 .通過(guò)管腳分配把按鈕分配到實(shí)驗(yàn)版上的撥動(dòng)開(kāi)關(guān) SW0 到 SW7,讓每個(gè)選手撥動(dòng)開(kāi)關(guān)后產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào) .不同的選手撥動(dòng)按鈕發(fā)出信號(hào)通過(guò) 74LS148 編碼器進(jìn)行編碼 ,編碼后輸出信號(hào)進(jìn)行下一步的譯碼和鎖存 .設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān) S,開(kāi)關(guān)由主持人控制 .通過(guò)管腳分配把開(kāi)關(guān) S 分配到相應(yīng)一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān) 系到一個(gè)相應(yīng)的線路 ,這個(gè)線路通過(guò)與非門(mén)連接其他信號(hào) ,從而達(dá)到清零的功能 .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) ,并將優(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 .74LS373 具有鎖存功能 ,可以在一