四路智力竞赛抢答器设计

数电课程设计 智力竞赛抢答器 姓 名 赵子烨 学 号 200600800050 学 院 信息工程学院 专 业 通信工程 年 级 2006级 指导老师 四路多路智能抢答器设计 前言 关于这次设计的用于多人竞赛抢答的器件，在现实生活中很常见，尤其是在随着各种智益电视节目的不断发展，越来越多的竞赛抢答器被用在了其中，这种抢答器的好处是不仅能够熬炼参赛选手的反应实力，而且能增加节目现场的惊慌、活跃气氛，让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中的确很好用，运用前景特别广泛。 在学问竞赛中，特殊是做抢答题时，在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必需要有一个系统来完成这个任务。假如在抢答中，只靠人的视觉是很难推断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管奇妙的设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可辨别出哪组优先答题。本文主要介绍了抢答器的工作原理及设计，以及它的实际用途。 前言1 一、试验目的2 二、试验内容和要求2 三、设计思路2 四、电路设计2 1．电路设计指标3 2．仿真电路组成4 （1）四路抢答器原理4 （2）定时器实现5 （3）计数电路6 （4）完整电路7 五、总结与体会7 六、参考文献8 一、试验目的 1．学习智力竞赛抢答器电路的工作原理。 2．学习综合数字电子电路的设计、实现和调试方法。 二、试验内容和要求 设计实现一个可容纳四组参赛者的数字智力竞赛抢答器。 要求每组设置一个抢答按钮供抢答者运用；电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。在此基础上再增加计分电路和犯规电路。 三、设计思路 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5-5-8所示。 CLR A B C D 抢答 鉴别 电路 ALED BLED CLED DLED 组别显示译码 电路 组别显示 计分 电路 SCOREA SCOREB SCOREC SCORED ADD 计时 电路 LOAD L1 L0 CLK EN 计时显示译码 电路 JSXS1 JSXS0 图--1 智力竞赛抢答器系统框图 四、电路设计 选手抢答按键 主持人限制 计数器 抢答限制器 定时器 倒计时器 声光提示 显示时间 图--2 1．电路设计指标 I．本抢答器最多可供应4名参赛选手运用，编号为14号，各队分别用一个按钮（S1S4）限制，并设置一个系统清零和抢答限制开关S5，该开关由主持人限制。 II．抢答器具有数据锁存功能，并将锁存数据用发光二极管指示灯显示出来，同时蜂鸣器发出间歇式声响，主持人清零后，声音提示停止。 III.抢答先后的辨别率为1ms。 IV.开关S5作为清零及抢答限制开关（有主持人限制），当开关S5被按下时，抢答电路清零，松开后则允许抢答，输入抢答信号由抢答按钮的S1S4实现。 V.有抢答信号输入时，有数码管显示出相应组别的号码。此时再按其他任何一个抢答开关均无效，指示灯照旧保持第一个开关按下时所对应的状态不变。 VI.能完成由主持人限制的30秒倒计时，有抢答信号输入后计时器停止。 VII．能完成定时器复位，启动，暂停/接着计数。 VIII．能完成对每个选手抢答次数的记录，并可复位。 2．仿真电路组成 （1）四路抢答器原理 见图--3 图--3 该电路由四个D触发器、与非门及脉冲触发电路等组成。其中S1，S2，S3、S4为抢答人按钮，S5为主持人复位。74LS175为四D触发器。 无人抢答时，S1S4均未被按下，1D4D均为低电平，在555定时器电路产生时钟脉冲作用下，1Q马上变为高电平，对应指示灯X1发光，同时数码管显示为1，将555定时脉冲封锁，此时送给74ls175的CLK端不再有脉冲信号，所以74LS175输出不再改变，其他抢答者再按下按钮也不起作用，从而实现了抢答。若要清除，则由主持人按S5按钮完成，并为下一次抢答做好打算。 （2）定时器实现 ①秒脉冲发生器由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器。F1Hz 定时器电路见图--4 图--4 ②计数器由两片74LS192同步十进制计数器构成 利用错位输出端BO于下一级DOWN相连 30循环设置为，十位片DCBA0011 个位片DCBA0000 ③译码及显示电路有译码驱动器74LS48和7段数码管组成 ④限制电路 与非门U20A和U21A组成RS触发器，实现计数器复位、计数和保持30 电路如图--5所示 图--5 （3）计数电路 计数器由74LS192构成 置数输入端接地，up端接选手输入信号，当有信号输入是加一，load端接电源和复位开关用于复位，down加开关限制计数器的减法， 电路如图--6 图--7 （4）完整电路 见图--8 图--8 五、总结与体会 本系统是一个可供4人抢答的抢答器,当主持人按下禁止抢答的开关时,抢答被禁止.假如在此期间选手将不能抢答;当限制开关断开时抢答允许,此时若有人抢答,数码显示器将显示抢答者的组数,提示主持人抢答已经完成. 总之，在这次的课程设计过程中，我收获了许多，即为我的以后学习设计有很大的帮助，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。 六、参考文献 ①基于Multisim10的电子仿真 试验与设计 王连英 北京邮电高校出本社 ②电子技术动手实践 崔瑞雪 北京航空航天高校出版社 ③数字电子技术基础 余孟尝 高等教化出版社 8