多路智能竞赛抢答器设计 - 数字电路课程设计[1]

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位：

题 目: 多路智能竞赛抢答器设计 初始条件：

优先编码器 74LS148 RS锁存器 74LS279 显示译码器 74LS47 定时芯片 555

计数器 74LS192 74LS90

与门 74LS08 或门 74LS32 与非门 74LS00

七段数码管 、蜂鸣器、电容电阻若干

要求完成的主要任务:

1. 基本功能

①设计一个智力竞赛抢答器，可以同时供8名选手或8个代表队参加比赛，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S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7。

②给节目主持人设置一个控制开关，用来控制系统的清零（编号显示数码管灭灯）和抢答的开始。

③抢答器具有数据锁存和显示功能。抢答开始，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在LED数码管上显示出选手的编号，同时扬声器给出音响提示。此外要封存输入电路，禁止其他选手抢答。优先抢答选手的编号一直保持到系统清零为止。 2. 扩展功能

①抢答器具有定时抢答的功能，且一次抢答的时间可以由主持人设定，档节目主持人按下“开始”按钮后，要求定时器立即倒计时，并在显示器上显示，同时扬声器发出短暂声响，声响持续0.5S左右。

②参赛选手在设定的时间内抢答，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刻的时间，并保持到主持人将系统清零为止。

③如果定时抢答时间已到，去没有选手抢答，则本次抢答无效，系统短暂报警，并封存输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示00。

时间安排：

7.4： 理论设计 7.5～7.6：安装调试或仿真 7.7： 撰写报告 7.9： 答辩

指导教师签名：

系主任签名： 2011 2011年 7月年 7 月日 日

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目 录 1. 多路智能竞赛抢答器原理与设计 ............................ 错误！未定义书签。

1.1抢答器原理 ........................................................... 4 1.2总体方案设计 ......................................................... 4 1.3电路原理设计 ......................................................... 5

1.3.1 八路抢答电路设计 ................................................. 5 1.3.2定时电路设计 ..................................................... 8

2. Multisim仿真与制作 ..................................................... 15

2.1抢答仿真 ............................................................ 15 2.2定时抢答仿真 ........................................................ 17 2.3仿真结果分析 ........................................................ 19 2.4总电路图 ............................................................ 20 3. 结与体会 ................................................................ 21 4.元件清单 ................................................................. 22 参考文献 ................................................................... 23

1. 多路智能竞赛抢答器原理与设计

1.1抢答器原理

抢答器基本原理框图如下图1-1所示：

抢答按钮锁存电路译码显示抢答者按下抢答按钮后，启动锁存电路，锁存最先抢答者抢答成功的状态，并阻止其他选手的抢答。译码显示电路将抢答的结果译码显示出来。清零按钮按下后，电路复位回初始状态后，可以进行下一轮的抢答。

1.2总体方案设计

第一种方案：

第一种方案流程图如下图1-2所示：

抢答按钮 锁存器 编码器 译码显示 清零按钮 复位控制电路 图 1-1

控制电路 主持人控制开关 声响电路 定时电路 译码显示 图 1-2

抢答按钮连接控制电路，抢答开始，有选手按下抢答按钮后，控制电路是锁存器锁存各个抢答路的电平高低，从而锁存了第一位抢答者的抢答信号，同时切断其他抢答者的抢答信号，阻止其他选手的抢答。编码器将抢答结果译成二进制数送给下一级译码显示电路，