多路智能竞赛抢答器设计详解

数字电子技术基础课程设计说明书 课程设计任务书课程设计任务书 学生姓名学生姓名专业班级专业班级 _ _ 指导教师指导教师工作单位工作单位 ____ ____ 题题目目 多路智能竞赛抢答器设计 初初 始始 条条 件件 74LS148 、 74LS279 、 74LS48、 74LS192 、 NE555 、 74LS00、 发光二极管、共阴极显示器、74LS121。 要求完成的主要任务要求完成的主要任务（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 功能要求 设计一个智力竞赛抢答器，可同时供 8 名选手参加比赛，并具有定时抢 答功能。 设计步骤与要求 ① ② ③ ④ ⑤⑤ 拟定定时抢答器的组成框图。 设计并安装各单元电路，要求布线整齐美观，便于级联与调试。 测试定时抢答器的逻辑功能，以满足设计功能要求。 画出定时抢答器的整机逻辑电路图。 写出设计性实验报告。。 时间安排时间安排 第 17 周（7、8 节） 理论讲解，新 1-02 第 18～19 周理论设计及实验室安装调试；地点鉴主 15 通信工程实验室（1） ，鉴 主 13 通信工程专业实验室； 第 20 周撰写设计报告及答辩；地点鉴主 17 楼研究室。 指导教师签名指导教师签名20162016 年年 1212 月月 2 2 日日 系主任（或责任教师）签名系主任（或责任教师）签名 2016 2016 年年 1212 月月 2 2 日日 数字电子技术基础课程设计说明书 目目 录录 摘要I ABSTRACT. II 引言.1 1 设计详细任务与要求.1 1.1 基本功能1 1.2 扩展功能2 2 方案设计与论证2 3 设计方案简述3 4 单元电路设计.4 4.1 抢答电路设计.4 4.1.1 七段数码显示 74LS48 .5 4.1.2 TTL 集成 RS 触发器 74LS279 功能介绍 6 4.1.3 74LS148 优先编码器功能 7 4.2 定时电路的设计8 4.2.1 子电路设计8 4.3 报警电路的设计.11 4.3.1 主要功能11 4.3.2 电路原理图.12 4.4 时序控制电路设计13 4.4.1 74LS121 功能管脚图 14 5 多路智能竞赛抢答器设计总结.15 参考文献.16 附录.17 数字电子技术基础课程设计说明书 摘要 数字抢答器由主体电路与扩展电路组成。优先编码电路、锁存器、译码电路将参赛队 的输入信号在显示器上输出；用控制电路和主持人开关启动报警电路，以上两部分组成主 体电路。通过定时电路和译码电路将秒脉冲产生信号在显示器上输出实现计时功能，构成 扩展电路，经过布线、焊接、调试等工作（或仿真）后数字抢答器成形。 关键字抢答电路；定时电路；报警电路 I 数字电子技术基础课程设计说明书 ABSTRACT The Digital Responder is composed of the main circuit and expander. The priority encoding circuit, latch and decoding circuit output participating teams signal on the monitor; the alarm circuit is started with the control circuit and director switch, this two parts make up the main circuits. A second pulse will produce the signal to output through the timing circuit and decoding circuit to realize the time function on the monitor,which constitutes the expander . After undergoing wiring, welding, debugging and other work or simulation, the Digital Responder would be accomplished. Keywords Responder circuit; timing circuits; alarm circuit II 数字电子技术基础课程设计说明书 多路智能竞赛抢答器设计 引言 抢答器同时供 8 名选手或 8 个代表队比赛，设置一个系统清除和抢答控制开关 S，该 开关由主持人控制。抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并 在 LED 数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。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。抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答时 间由主持人设定（如 30 秒） 。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声 器发出短暂的声响，声响持续的时间为 0.5s 左右，参赛选手在设定的时间内进行抢答， 抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时间，并保持到主持人将系 统清除为止。如果定时时间到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显 示器上显示 00。 1 设计详细任务与要求 1.1 基本功能 1．可同时让 8 名选手参赛，他们的编号分别是 0、1、2、3、4、5、6、7，各用一个 抢答按钮，按钮的编号与选手的编号相对应，分别是S 0 ,S 1,S2 ,S 3 ,S 4 ,S 5 ,S 6 ,S 7 。 2．节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零和抢答的开始。 3．数字抢答器应具有数码锁存，显示功能。抢答开始后，若有选手按动抢答按钮， 编号立即锁存，并在 LED 数码上显示选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外，要封 锁输入电路，禁止其他其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清零 为止。 1 数字电子技术基础课程设计说明书 1.2 扩展功能 1．定时抢答功能。抢答器定时为 30s，启动起始键后，定时器开始工作，立即减计， 并在显示器上显示出来，同时扬声器要短暂报警。 2．参赛选手在设定的时间内抢答（30s） ，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显 示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。 3．当定时抢答的时间已到，还没有选手抢答进，本次抢答无效，系统短暂报警，并 封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示 00。 2 方案设计与论证 方案一 1）30 秒定时器可由一片74LS161 来实现。当74LS161 输出为 1111 时通过与非门将 脉冲信号截止，显示器停留在 30 上。 2） 抢答器部分 由 8 位选手的开关及自己根据实际情况用与非门连接成的简单译码器， 输出接七段译码器，七段译码器接数字显示器。抢答成功的选手对应的灯亮且数字显示其 编号。 3）时基脉冲选用实验室提供的信号发生器。 4）报警部分当计时器计到 30 时，输出一个高电平使