數(shù)字搶答器課程設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1．設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求……………………………………………………3</p><p>　　2.單元電路的設(shè)計(jì)……………………………………3</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)思路………………………………………………………3</p><p>　　2.2搶答開關(guān)電路設(shè)

2、計(jì)………………………………………………5</p><p>　　2.3報(bào)警電路設(shè)計(jì)…………………………………………8</p><p>　　2.4計(jì)分電路設(shè)計(jì)…………………………………………………10</p><p>　　2.5主要元器件的選擇………………………………………………10</p><p>　　3.系統(tǒng)電路總圖…………………………………

3、……………………11</p><p>　　4.經(jīng)驗(yàn)體會(huì)…………………………………………………………12</p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………12</p><p>　　1. 設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求</p><p><b>　　1.1基本要求：</b></p><p>

4、;　　1、設(shè)計(jì)一個(gè)可容納6組參賽的數(shù)字式搶答器，每組設(shè)一個(gè)按鈕，供搶答使用。</p><p>　　2、搶答器具有第一信號(hào)鑒別和鎖存功能，使除第一搶答者外的按鈕不起作用。有指示燈顯示搶答組別，揚(yáng)聲器發(fā)出2-3秒的音響。</p><p>　　3、設(shè)置一個(gè)計(jì)分電路，每組開始預(yù)置50分，由主持人記分，答對(duì)一次加5分，答錯(cuò)一次減5分。</p><p>　　4、設(shè)置犯規(guī)電路。對(duì)

5、超時(shí)搶答的組別明喇叭示警。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1. 畫出電路原理圖；</p><p>　　2. 元器件及參數(shù)選擇；</p><p>　　3. 編寫設(shè)計(jì)報(bào)告 寫出設(shè)計(jì)的全過程，附上有關(guān)資料和圖紙，有心得體會(huì)。</p><p><b>

6、;　　2.單元電路的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)思路</b></p><p><b>　　1.基本原理</b></p><p>　?。?）本題的根本任務(wù)時(shí)準(zhǔn)確的判斷出第一搶答者的信號(hào)并將其鎖存。實(shí)現(xiàn)這一功能可用觸發(fā)器和鎖存器等。在得到第一信號(hào)后應(yīng)立即將電路的輸入封鎖，即使其他組再次發(fā)出搶

7、答信號(hào)也無效。同時(shí)還必須注意，第一搶答信號(hào)應(yīng)該在主持人發(fā)出搶答命令之后才有效，否則應(yīng)視為提前搶答而犯規(guī)。</p><p>　?。?）當(dāng)電路形成第一搶答信號(hào)之后，用編碼、譯碼及數(shù)碼顯示電路顯示出搶答者的組別，也可以用發(fā)光二級(jí)管直接指示出組別。還可以用鑒別出的第一搶答信號(hào)控制一個(gè)具有兩種工作頻率的交替變化的音頻振蕩器工作，使其推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出兩個(gè)笛音音響，表示該題搶答有效。</p><p>　　

8、（3）記分電路可采用兩 位七段數(shù)碼管顯示，由于每次都是加或減5 分，只要十位和個(gè)位做加/減計(jì)數(shù)即可，可采用十進(jìn)制加/減計(jì)數(shù)器完成。</p><p><b>　　2.設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　數(shù)字式智力競(jìng)賽搶答器原理框圖</p><p>　　接通電源后，主持人將開關(guān)撥到"清零"狀態(tài)，搶答器處于禁止?fàn)顟B(tài)，編號(hào)顯示器滅

9、燈，定時(shí)器顯示設(shè)定時(shí)間；主持人將開關(guān)置撥至開始"狀態(tài)，宣布"開始"，搶答器工作。搶答定時(shí)器30 秒倒計(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)聲器提示等功能。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)。</p><p>　　2.2 搶答開關(guān)電路設(shè)計(jì)</p><

10、;p><b>　　搶答開關(guān)電路原理圖</b></p><p>　　該電路完成兩個(gè)功能：一是分辨出選手按鍵的先后，并鎖存優(yōu)先搶答者的編號(hào)，同時(shí)譯碼顯示電路顯示該編號(hào)；二是禁止其他選手按鍵操作無效。工作過程：開關(guān)S 置于"清零"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ST ＝０，使之處于工作狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)S 置于"開始"

11、時(shí)，搶答器處于等待工作狀態(tài)，當(dāng)有選手將鍵按下時(shí)（如按下S5）74LS148 的輸 ，經(jīng)RS 鎖存后，1Q=1,74LS148 處于工作狀態(tài)，４Q３Q２Q=101,經(jīng)譯碼顯示為"５"。此外，1Ｑ＝１，使74LS148的ST ＝１，處于禁止?fàn)顟B(tài)，封鎖其他按鍵的輸入。當(dāng)按鍵松開即按下時(shí)，74LS148 的= 1, 此時(shí)由于仍為１Ｑ＝１，使ST＝１，所以74LS148 仍處于禁止?fàn)顟B(tài)，確保不會(huì)出現(xiàn)二次按鍵時(shí)輸入信號(hào)，保證了搶

12、答者的優(yōu)先性。如有再次搶答需由主持人將Ｓ開關(guān)重新置于“清除”端，然后再進(jìn)行下一輪搶答。</p><p>　　74LS148 為８線－３線優(yōu)先編碼器，圖3 為其功能表。</p><p>　　圖3 74LS148 的功能真值表</p><p>　　74LS48 功能說明：</p><p>　　動(dòng)態(tài)滅零輸入端RBI：低電平有效。當(dāng)LT ＝1、RBI

13、＝0、且譯碼輸入全為0 時(shí)，該位輸出不顯示，即0 字被熄滅；當(dāng)譯碼輸入不全為0 時(shí)，該位正常顯示。本輸入端用于消隱無效的0。如數(shù)據(jù)0736.40 可顯示為736.4。</p><p><b>　　2.3報(bào)警電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　時(shí)序控制電路是搶答器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它要完成以下三項(xiàng)功能：</p><p>　?、僦鞒秩藢⒖刂崎_關(guān)撥到&q

14、uot;開始"位置時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路進(jìn)入正常搶答工作狀態(tài)。</p><p>　?、诋?dāng)參賽選手按動(dòng)搶答鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，搶答電路和定時(shí)電路停止工作。</p><p>　?、?當(dāng)設(shè)定的搶答時(shí)間到，無人搶答時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)聲，同時(shí)搶答電路和定時(shí)電路停止工作。圖中，門G1 的作用是控制時(shí)鐘信號(hào)CP 的放行與禁止，門G2 的作用是控制74LS148 的輸入使能端ST 。<

15、/p><p><b>　　時(shí)序控制電路</b></p><p>　　工作原理是：主持人控制開關(guān)從“清除”位置撥到“開始”位置時(shí)，來自圖2 中的74LS279 的輸出1Q=0，經(jīng)G3 反相， A＝1，則時(shí)鐘信號(hào)CP 能夠加到74LS192的CPD 時(shí)鐘輸入端，定時(shí)電路進(jìn)行遞減計(jì)數(shù)時(shí)。同時(shí)，在定時(shí)時(shí)間未到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為1，門G2的輸出ST =0，使74LS148 處于

16、正常工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能①的要求。當(dāng)選手在定時(shí)時(shí)間內(nèi)按動(dòng)搶答鍵時(shí)，1Q＝1，經(jīng)G3 反相， A＝0，封鎖CP 信號(hào)，定時(shí)器處于保持工作狀態(tài)；同時(shí)，門G2的輸出ST =1，74LS148 處于禁止工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)功能②的要求。當(dāng)定時(shí)時(shí)間到時(shí)，則“定時(shí)到信號(hào)”為0，ST =1，74LS148 處于禁止工作狀態(tài)，禁止選手進(jìn)行搶答。同時(shí)，門G1 處于關(guān)門狀態(tài)，封鎖CP 信號(hào)，使定時(shí)電路保持00 狀態(tài)不變，從而實(shí)現(xiàn)功能③的要求。集成單穩(wěn)觸發(fā)器

17、74LS121 用于控制報(bào)警電路及發(fā)聲的時(shí)間。</p><p><b>　　2.4計(jì)分電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　計(jì)分器的電路結(jié)構(gòu)圖，由兩片74LS192構(gòu)成，高位74LS192預(yù)置數(shù)為0101，次位74LS192預(yù)置數(shù)為0000，這就滿足各組顯示的初始分?jǐn)?shù)均為50分，192的預(yù)置數(shù)端（即PL端）相連由主持人控制，其余各端子均無效。次192的加法輸入端與減法

18、輸入端引出由主持人來控制加減分?jǐn)?shù)，從而實(shí)現(xiàn)了主持人對(duì)各參賽小組的分?jǐn)?shù)控制。顯示分?jǐn)?shù)的電路由74LS48與數(shù)碼顯示管組成。</p><p>　　2.5主要元器件的選擇</p><p>　　1．共陰八段數(shù)碼管13個(gè)；</p><p>　　2．74LS48集成塊13塊；</p><p>　　3．74LS148集成塊1塊；</p>&l

19、t;p>　　4．74LS192集成塊13塊；</p><p>　　5．555定時(shí)器集成塊2塊；</p><p><b>　　系統(tǒng)電路總圖</b></p><p><b>　　經(jīng)驗(yàn)體會(huì)</b></p><p>　　本次實(shí)習(xí)有機(jī)地結(jié)合了理論與實(shí)踐，既考察了我們對(duì)理論知識(shí)的掌握情況，還反映出我們實(shí)際

20、動(dòng)手能力，更主要的是它激起我們創(chuàng)新思維，為今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)創(chuàng)下良好條件，為以后的就業(yè)也打下一個(gè)根基，真可謂一舉多得。</p><p>　　總之，在設(shè)計(jì)過程中學(xué)到了許多。作為現(xiàn)代的大學(xué)生，如果僅停留在以往的層次上，是遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代的步伐，也無法使自己立足在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的社會(huì)里，通過此次實(shí)習(xí)，讓我看到了自己的水平和差距。</p><p><b>　　參考資料</b><

21、;/p><p>　　[1] 金定洲著.《數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程》 合肥 ：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué),2007年5月.</p><p>　　[2] 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分. 北京：高教出版社,2006.</p><p>　　[3]閻石主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高教出版社,2003.</p><p>　　[4]唐治德主編《數(shù)字電子技術(shù)》科學(xué)出版社