抢答器设计报告.doc

1、 目录题目2设计要求2 设计内容 2 设计功能 2总体设计2 抢答鉴别模块 2 抢答计时模块 4抢答计分模块 6智能抢答器总电路图 7部分仿真结果8整体电路结果11总结11一、 题目：智能竞赛抢答器二、 要求：【1】设计内容：设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。每组设置一个抢答按钮供抢答者使用；电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。并增加了加分电路和犯规减分电路。【2】设计功能：（1）抢答器同时供4名选手比赛，分别用4个按键J2 J5表示（表示分别为A,B,C,D）。 （2）设置一个系统清除和抢答控制开关J1（表示为SPACE），该开关由主持人控制。 （3）抢答器具有锁存与显示功

2、能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管和四种颜色的探针上显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 （4）抢答器具有倒计时功能。即选手按动按钮后，自动启动20秒倒计时，超出时间后数码管保持00状态并伴有红色探针发光持续报警直到主持人复位为止。 （5）抢答器具有计分功能。由主持人控制，为相应选手加分或减分。三、 总体设计：可将整个系统分为三个主要模块：抢答鉴别模块QDJB；抢答计时模块JSQ；抢答计分模块JFQ。整个系统的组成框图如图所示。【1】 抢答鉴别模块当主持人控制开关J1置于清零端时，RS触发器的R非端均为，个触发器（此处为74ls279

3、）输出全部置，使译码器74LS48的BI的非 ，显示器灯灭；74LS148的选通输入端ST的非=0，使之处于工作状态，此时锁存电路不工作。当主持人把开关J1置于开始时，优先编码器和锁存电路同时处于工作状态，即抢答器处于等待工作状态，等待输入端的信号输入，当有选手将键按下时（如按下J3），74LS148的输出Y2Y1Y0的非=110，YEX 的非=0，经RS锁存后CTR=1，BI的非 =1，74LS279处于工作状态，Q4Q3Q2 =010,74LS48处于工作状态，经74LS148译码后，显示器显示为2。抢答鉴别模块电路图此外，2Q2=1，使74LS148的ST的非为高电，74LS148处于禁

4、止工作状态，封锁其他按键的输入。当按键松开即按下时，74LS148的YEX的非为高电平， 但由于2Q2维持高电平不变，所以74LS148仍处于禁止状态，确保不会出二次按键时输入信号。如要求再次抢答，只需由主持人将J1开关重新置“零”，以使电路复位。（注：J1打开时，为抢答开通；J1闭合时，为抢答清除。） Q1 Q2 Q3 Q4组别显示译码电路四色探照针（从左往右分别为红、黄、绿、蓝，代表A、B、C、D组），数码管显示组数（1、2、3、4分别代表A、B、C、D组）。 抢答主控电路【2】 抢答计时电路该部分主要由555多谐振荡器电路产生秒脉冲、十进制同步加减计数器74LS192减法计数电路、74L

5、S48译码电路和1个7段数码管电路组成。一块74LS192实现减法计数，通过译码电路74LS48显示到数码管上，其时钟信号由555多谐振荡器电路产生提供。555多谐振荡器电路74LS192的预置数控制端实现预置数，由节目主持人根据共阴极七段数码管上，当有人抢答时，倒计时开始20秒内未完成后数码管维持00状态，蜂鸣器响直到主持人复位。初始值设为20秒，如需改时间只需分别改动两片74ls192的15、1、10、9的电平。另外为了实现维持00状态，有如下的逻辑电路，分别对译码器前的八根线路逻辑或后和秒信号逻辑与再作为192的时序脉冲，其目的为当两个数码管均为零时，用该逻辑电路的与门失效阻止来自555

6、的时序脉冲的进入以保持00状态。 接抢答模块控制端 抢答计时电路图接 555振荡器的输出X1X2 X3X4接入计时电路（控制计时开始）当倒计时为零时，X5灯亮，提示倒计时结束，及答题时间结束【3】 抢答计分模块抢答成功并回答正确后可由主持人控制开关Z、W按键为选手加分或减分，一次十分。当Z按键闭合时，W按键由开到闭合，可使数码管加10分（选手答对）；当W按键闭合时，按键Z由开到闭合，可使数码管减10分（选手答错）。由X1、X2、X3、X4处各电压控制选择对每位选手的分数操作。抢答计分模块电路图（A组分数显示）【4】 智能抢答器总电路图四、 部分仿真结果：（1） C组选手抢答成功，抢答显示结果。

7、主持人将J1按下就可重新抢答。（2） 倒计时显示过程结果及到零时X5探照针发亮进行提示。（3） 四组选手分数显示综合电路（可加分或减分）（4） 555振荡器产生的脉冲图五、 整体电路结果：经过模块化分析和整体仿真，整体电路能够实现设计要求，抢答鉴别模块、抢答计时模块、抢答计分模块均可正常工作。其中，在仿真单独模块时，仿真软件的反应很迅速，但是在仿真整体电路时，仿真反应速度较慢，但仍然能正常显示（我认为这是由于整体电路器件较多，仿真软件反应较缓慢）。六、 总结： 通过此课程设计的制作和学习。对我影响最深的一句话就是“想的永远比做出来的简单”。 由想法到设计再到仿真最后到实物，每一个步骤都不是想象

8、的那么简单。另外，在制作实物前，能够用multisim软件做一下仿真是及其的有益处（虽然没有制作出实物）。 Multisim是一款强大的仿真软件，绝大部分的器件都可以找得到，还有功能强大的测试仪器，使用非常方便。 关于数码管的运用，本电路用了两种，一种共阴七段七针脚的数码管，一种四管脚的数码管。其中四管脚BCD数码管在仿真中更为方便，七针脚的数码管还需一个译码器，但现实中七针的数码管较普遍些。关于诸多细节，例如各种触发器的优缺点，不同逻辑器件的差别，555多谐振荡器产生不同脉冲的连接方法等都有了进一步的了解。同时，对74LS系列芯片有了更深的了解，更详细了解了四人抢答器的设计方法。 更重要的是本次实验将我们所学习的理论知识与实践活动想联系，增强了我们的动手、动脑能力，从而达到学有所用，更明确目标，对自己以前所学知识的巩固和今后的学习起了重要作用。9