八路搶答器課程設計 (2)

1、<p>　　八路智力搶答器的設計</p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　學生姓名： 學 號： XX </p><p>　　學 院： XX學院 </p><p>　　專 業(yè)： XX &

2、lt;/p><p>　　題 目： 多路智力搶答器的設計 </p><p>　　指導教師： XXX 職稱: XX </p><p>　　課 程 設 計 任 務 書</p><p>　　課 程 設 計 任 務 書</p><p><b>　　目 錄</b&

3、gt;</p><p><b>　　一.緒論2</b></p><p><b>　　1.1引言 2</b></p><p><b>　　1.2設計目的2</b></p><p>　　1.3本設計的任務和主要內容2</p><p><

4、;b>　　二.系統(tǒng)設計2</b></p><p><b>　　2.1設計要求2</b></p><p>　　2.2總設計方案2</p><p>　　2.2.1設計思路3</p><p>　　2.2.2方案論證與比較3</p><p><b>　　2.3電路組成

5、4</b></p><p><b>　　三.電路設計4</b></p><p>　　3.1 芯片的選擇5</p><p>　　3.1.1 74ls179芯片引腳及真值表5</p><p>　　3.1.2 74ls192芯片引腳及真值表5</p><p>　　3.1.3 74l

6、s148芯片引腳及真值表.................................................................................6</p><p>　　3.1.4 555芯片引腳..........................................................................................

7、...............7</p><p>　　3.2嗡鳴器電路設計7</p><p><b>　　3.3計時部分8</b></p><p>　　3.4搶答器顯示模塊8</p><p>　　3.5搶答器數(shù)據(jù)所存電路9</p><p><b>　　四.系統(tǒng)測試10</

8、b></p><p>　　4.1輸入電壓的運行結果10</p><p>　　4.2輸出部分的運行結果11</p><p><b>　　五.結論15</b></p><p>　　參 考 文 獻:15</p><p>　　附錄 數(shù)字電子秤原理圖16</p><p&

9、gt;<b>　　一.緒論</b></p><p><b>　　1.1引言 </b></p><p>　　如今隨著各種電視節(jié)目以及其他形式的益智比賽中，都會用到多路搶答器，但是依然存在許多不全面的地方，比如無法計時，無法報警等功能。于是我們設計了8路智力搶答器，集報警、計時、顯示于一體，簡單易懂，切實可行。</p><

10、;p><b>　　1.2設計目的</b></p><p>　　學生通過自己動手設計制作，將電子技術相關理論知識與制作實踐相結合，提高學生的動手能力，加深對電子技術原理的理解，增加學習電子技術的興趣，為今后投入電子技術的開發(fā)應用打好基礎。</p><p>　　1.3本設計的任務和主要內容</p><p>　　設計制作一個八路設計搶答器電路，

11、其技術要求下：  </p><p>　　（1）提供8路通道同時搶答，通道編號0、1、2、3、4、5、6、7，按鈕編號S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。</p><p>　?。?）主持方設置控制開關，具備系統(tǒng)清零（數(shù)碼管滅燈）和搶答開始功能。</p><p>　?。?）搶答器具備鎖存和顯示功能。 </p><p&g

12、t;<b>　　二.系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　2.1設計要求</b></p><p>　　設計制作一個八路設計搶答器電路，其技術要求下：  </p><p>　?。?）提供8路通道同時搶答，通道編號0、1、2、3、4、5、6、7，按鈕編號S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7

13、。</p><p>　?。?）主持方設置控制開關，具備系統(tǒng)清零（數(shù)碼管滅燈）和搶答開始功能。</p><p>　?。?）搶答器具備鎖存和顯示功能。</p><p><b>　　2.2總設計方案</b></p><p><b>　　2.2.1設計思路</b></p><p>　

14、　搶答開始后，若有選手按動搶答按鈕，通道編號立即鎖存，并在LED數(shù)碼管上顯示通道編號；同時封鎖輸入電路，禁止其它通道搶答。優(yōu)先搶答通道編號一直保持至主持方系統(tǒng)清零為止。</p><p>　　定時搶答功能：根據(jù)搶答題的難易程度，設定搶答時間。每一次搶答的時間可由主持方設定（如15s）。當主持方啟動“搶答開始”鍵后，定時立即減計時，并用顯示器顯示。</p><p>　　報警功能：定時搶答時間至

15、結束為止，沒有通道進行搶答，則本次搶答無效，系統(tǒng)短暫報警，同時封鎖輸入電路，禁止選手超時后搶答，LED數(shù)碼管顯示00.</p><p>　　喇叭提示功能：在搶答開始和搶答結束前第5s，揚聲器發(fā)出聲響提示，聲音持續(xù)0.5s；在得到通道搶答時，發(fā)出短暫聲響，聲音持續(xù)0.5s；在；在系統(tǒng)報警同時，發(fā)出聲響提示2s。</p><p>　　積分功能（配合主持方增添按鈕）：通道搶答結束后，主持方判斷正

16、誤，通過積分按鈕給通道進行加分（減分），每一次按鈕加減分提前設置初始值（如10），同時通道端LED數(shù)碼管用顯示分值（0-100用十進制，100-255用十六進制，255以上用十六進制表示分值除10的值）。</p><p>　　2.2.2方案論證與比較</p><p>　　方案一：該方案是將搶答按鈕先直接與鎖存器而不是優(yōu)先編碼器相連，將最先搶答的選手的編號鎖定，再依次經(jīng)過優(yōu)先編碼器、譯碼器和

17、七段顯示器，最后顯示的是搶答選手的編號，經(jīng)過優(yōu)先編碼器后的信號到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器又與報警電路直接連接，所以顯示編號的同時可以發(fā)出報警信號。另外由主持人控制開關和其他部分電路通過門電路實現(xiàn)對搶答電路、定時電路和報警部分電路的控制。</p><p>　　八路智力搶答器方案一設計框圖</p><p><b>　　方案二：</b></p><p&

18、gt;　　主持人按動開始搶答的開關后，最先搶答的選手的電平信號先經(jīng)過優(yōu)先編碼器，再依次經(jīng)過數(shù)據(jù)鎖存器，此時已經(jīng)限制了其他選手的搶答，信號再經(jīng)過譯碼器和七段數(shù)碼顯示器，將最先搶答的該選手的編號顯示出來，并同時產(chǎn)生報警信號，到此完成的是搶答功能；如果沒有人搶答，30秒減計數(shù)器減到00時也會發(fā)出報警信號，此是完成計時功能。</p><p><b>　　主體框圖如下：</b></p>

19、<p>　　八路智力搶答器方案二設計框圖</p><p><b>　　2.3電路組成</b></p><p>　　本設計電路主要分為三個部分，計時部分與搶答部分和警報部分。其中計時部分主要是運算555芯片對時序電路的控制，實現(xiàn)計時功能，搶答部分主要是用74S148芯片和74LS279芯片實現(xiàn)搶答優(yōu)先選擇功能，警報部分主要是555定時器和蜂鳴器來實現(xiàn)報警功能。

20、</p><p><b>　　三.電路設計</b></p><p>　　3.1 芯片的選擇 </p><p>　　3.1.1 74ls279芯片引腳及真值表</p><p>　　74LS279有四個R-S鎖存器，每個R-S鎖存器只有一個Q輸出，沒有Q非輸出，其中兩個R-S鎖存器有兩個直接置位控制端子。</p>

21、<p>　　圖3.1 74ls279引腳圖</p><p>　　圖3.2 74ls279真值表</p><p>　　3.1.2 74ls192芯片引腳及真值表74LS192是雙時鐘方式的十進制可逆計數(shù)器。(bcd,二進制)，CPU為加計數(shù)時鐘輸入端，CPD為減計數(shù)時鐘輸入端，LD為預置輸入控制端，異步預置，CR為復位輸入端，高電平有效，異步清除， CO為進位輸出

22、：1001狀態(tài)后負脈沖輸出，BO為借位輸出：0000狀態(tài)后負脈沖輸出。</p><p>　　圖 3.3 74ls192引腳圖</p><p>　　圖3.4 74ls192真值表</p><p>　　3.1.3 74ls148芯片引腳及真值表</p><p>　　74LS148 為 8 線-3 線優(yōu)先編碼器，共有 54/74148 和 54/

23、74LS148 兩種線路結構型式， 將 8 條數(shù)據(jù)線(0-7)進行 3 線(4-2-1)二進制(八進制)優(yōu)先編碼，即對最高位數(shù)據(jù)線進行譯碼。 利用選通端(EI)和輸出選通端(EO)可進行八進制擴展。</p><p>　　圖3.5 74ls148引腳圖</p><p>　　圖3.6 74ls148真值表</p><p>　　3.1.4 555芯片引腳</p&g

24、t;<p>　　圖3.7 555芯片引腳圖</p><p>　　3.2嗡鳴器電路設計</p><p>　　嗡鳴器的一個引腳接地，另一個引腳節(jié) 74LS30的 8 引腳。當搶答者按下開關時，信號通過雙 D 觸發(fā)器傳到該驅動器，然后再傳到轟鳴器，驅動轟鳴器鳴響。</p><p>　　圖3.8嗡鳴器電路部分</p><p><b

25、>　　3.3計時部分</b></p><p>　　針對我們搶答器的具體功能，我們加入了倒計時部分，利用時序電路，進行搶答的倒計時功能實現(xiàn)</p><p>　　圖3.9 倒計時部分電路設計</p><p>　　3.4搶答器顯示模塊</p><p>　　當搶答者按下開關時， 信號通過雙 D 觸發(fā)器傳到 74LS147優(yōu)先編碼器，

26、 由于編碼器輸出的是反碼， 所以再把信號傳到一個 7404六非門， 然后通過 CC4511譯碼驅動器進行譯碼，最后通過共陰極數(shù)碼管顯示出來。</p><p>　　圖3.10 顯示部分電路</p><p>　　3.5搶答器數(shù)據(jù)鎖存電路</p><p>　　選用優(yōu)先編碼器 74LS147和 RS鎖存器 74LS74可以完成上述功能。當主持人控制開關處于“清零”位置時，

27、RS觸發(fā)器的 R 端為低電平，輸出端（8Q～1Q）全部為低電平。于是 74LS48的 BI=0，顯示器滅燈； 74LS147的選通輸入端 ST=0， 74LS147處于工作狀態(tài)，此時鎖存電路不工作。當主持人將開關撥到“開始”位置時，優(yōu)先編碼電路和鎖存電路同時處于工作狀態(tài)，既搶答器處于等待工作狀態(tài)，等待輸入端 I7、 I6、 I5、 I4、 I3、 I2、 I1、 I0 輸入信號，當有選手將鍵按下時（如按下 S5）， 74LS147的輸出

28、 Y2Y1Y0=010， YEX=0，經(jīng)RS 鎖存器后， CTR=1， BI=1，此時 74LS74處于工作狀態(tài)， 4Q3Q2Q=101，經(jīng)74LS48譯碼后，顯示器顯示出“5”。此外， CTR=1，使 74LS147的 ST 端為高電平， 74LS147處于禁止工作狀態(tài)，封鎖了其它按鍵的輸入當按下的鍵松開后，74LS147的 YEX 高電平， 但由于 CTR 維持高電平不變， 所以 74LS147仍處于禁止工作狀態(tài)， 其它按鍵的輸入信

29、號仍不</p><p>　　搶答電路復位，以便進行下一輪搶答。</p><p><b>　　圖3.11鎖存電路</b></p><p><b>　　四.系統(tǒng)測試</b></p><p><b>　　4.1計時電路測試</b></p><p>　　通過控制

30、開關S5的開閉，模擬不同難度的題所需要的時間，分別有20s、30s兩種選擇，等到主持人開關“開始”后，開始倒計時。</p><p>　　圖4.1 計時電路測試</p><p><b>　　4.2搶答電路測試</b></p><p>　　如下圖所示，規(guī)定時間內搶答，鎖存號碼，并且停止計時，然后報警。</p><p>　　圖

31、4.2搶答電路測試</p><p><b>　　五.結論</b></p><p>　　通過這一周的課程設計，我對一些專業(yè)知識和電子設計有了更深的了解， 同時也嘗試著去應用自己的所掌握的知識。本次電子課程設計主要是對數(shù)字電子技術的應用，同時加上電路等知識，設計一個八路搶答器課題，經(jīng)過幾天的奮戰(zhàn)，我感受很深。電子課程設計不僅給我們提供了一個很好的展現(xiàn)應用自己所掌握的知識的

32、平臺，又是檢驗自己所學知識的一次考核。 雖然在設計的過程中我們也不可避免的遇到了很多的問題，尤其是在調試過程中，會因為某些原因導致蜂鳴器不響或者是數(shù)碼管顯示異常，但是經(jīng)過仔細的對比原理圖，最后，按下按鈕，搶答器的蜂鳴器和數(shù)碼管都正常工作時，真是開心。在這次課程設計中發(fā)現(xiàn)自己的很多不足，自己知識的很多漏洞，看到了自己的實踐經(jīng)驗還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的能力還要不斷提高，讓我知道了學無止境的道理，再以后要多多學習。</p>

33、<p>　　我們每一個人永遠不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的山峰在等著你。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次課程設計必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶。</p><p><b>　　參 考 文 獻:</b></p><p>　　1.黃智偉，全國大學生電子設計競賽制作實訓.北京：北京航天航空大學出版社，2007</p&

34、gt;<p>　　2.黃智偉等.基于Mlutusim2001的電子電路計算機仿真設計與分析.北京：電子工業(yè)出版社，2004</p><p>　　3.黃智偉.單片無線收發(fā)集成電路原理與應用.北京：人民郵電出版社，2005</p><p>　　4.高吉祥.電子技術基礎實驗與課程設計.湖南：國防科技大學出版社</p><p>　　5.畢滿清.電子技術實驗與課