数电课程设计四人智力竞赛抢答器.docx
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1、竞赛抢答器要求:设计一个供四人参赛的抢答器,能准确分辨、记录第一个有效按 下抢答键者,并用光指示;主持人没有宣布抢答开始时,抢答不起作用。主持人宣布抢答开 始时,按“开始”键,抢答开始,同时启动计时器计时;拓展要求:外加一个计时器,计时器计时采用正计数的方式,以加强现场气 氛,增加紧迫感。若预定时间内无人抢答,自动给出信号停止抢 答,以免冷场。倒计数定时器的时间精确到秒,最多为两分钟, 一旦超出限时,则取消抢答权。设计提示:关键是要存住第一抢答者的信息,并阻断以后抢答者的信号。可 用集成的多组触发器或锁存器辅以逻辑门实现;计时器可用加法计数器完成;各单元电路分别设计、调试,最后合成。1. 前言
2、 -1-2. 总体方案设计-3-2.1方案说明-3-2.2方案优点-4-3. 单元模块设计-5-3.1抢答器电路-5-3.2计时器,数字显示器电路-8-4. 主要器件介绍-10-5. 系统功能调试-11-6. 总结与体会-12-【参考文献】18附录-12-1前盲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锻炼参赛选手的反应能力,而且能增加节目现场的紧 张、活跃气氛,让观众看得更有情趣。可见抢答器在现实生活中确实很实用,运 用前景非常广泛。在知识竞赛中,特别是做抢答题时,在抢答过
3、程中,为了知道哪一组或哪一 位选手先答题,必须要有一个系统来完成这个任务。如果在抢答中,只靠人的视 觉是很难判断出哪组先答题。这次设计就是用几个触发器以及三极管巧妙的设计 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,也可分辨出哪 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。这次设计的智力竞赛抢答器,主要是由三个部分构成:一个是由几个D触 发器的构成的用于抢答的部分,用三个74LS192构成用于计时器2. 总体方案设计2.1方案说明:以下设计的是智力抢答器的方案流程图:图2.1方案流程图抢答器主要是由F1是四D触发器74LS175, F2是双四输入与非门74
4、LS20; F3是74LS20组成的多谐振荡器;F4是74LS74组成的四分频电路。工作原理:是当主持人按下抢答开关时,选手能进行抢答,抢答开始时,由主持人清除 信号,按下复位开关S,74LS175的输出Q1Q4全为0.所有发光二极管的LED均熄灭, 当主持人宣布“抢答开始”后,首先作出判断的参赛者立即按下开关,对应的发光二极管点 亮,同时,通过的与非门F2送出信号锁住其他三个抢答者的电路,不再接受其他信号,直 到主持人再次清除信号为止。电路图如下:2.2方案优点,方案的设计是每当有选手抢答成功时,都会有声光伴随,而且是具体到每 一位,给人直观的感觉。该方案简洁、易行,而且使用到的元器件也都是
5、我们所 常用到的一些元件比如:74LS175以及开关 二极管 电阻显得更简单、明了。3. 单元模块设计此部分主要是详细介绍该智力抢答器各个组成模块,以及各模块的器 件组成以及相应的功能。此智力竞赛抢答器由两部分组成:抢答器、计时 器。下面就依次介绍各组成部分的设计方法,功能等。3.1抢答器电路F1是四D触发器74LS175, F2是双四输入与非门74LS20; F3是74LS20 组成的多谐振荡器;F4是74LS74组成的四分频电路,。电路图如下:图3.1抢答器其工作原理如下:是当主持人按下抢答开关时,选手能进行抢答,抢答开始时,由主持人清除信号,按下 复位开关S,74LS175的输出Q1Q4
6、全为0.所有发光二极管的LED均熄灭,当主持人宣 布“抢答开始”后,首先作出判断的参赛者立即按下开关,对应的发光二极管点亮,同时, 通过的与非门F2送出信号锁住其他三个抢答者的电路,不再接受其他信号,直到主持人再 次清除信号为止。首先,D触发器的的构成原件见下图:Rd图3.2 D触发器此D触发器又叫维持一一阻塞边沿触发器,该触发器有六个与非门组成, 其中啊a和b构成基本RS触发器下面分析其工作原理:Sd和Rd接至基本RS触发器的输入端,它们分别是预置和清零端,低电平 有效。当Sd=0且Rd=1时,不论输入端D为何种状态,都会使Q=1,Q =0,即 触发器置一;当Sd=1且Rd=0时,触发器的状
7、态为0,Sd和Rd通常又称为直接 置1和置0端。工作过程如下: 、CP=0时,与非门c和g封锁,其输出c=e=1,触发器的状态不变。同 时,由于c至f和e至g的反馈信号将这两个门打开,因此可接收输入信号D,f= D,g= / =D。g 、当CP由0变1时触发器翻转。这时c和e打开,它们的输出c和e的 状态由f和g的输出状态决定。C= / =D,e=g = D。由基本RS触发器的逻辑功 能可知,Q=D。 、触发器翻转后,在CP=1时输入信号被封锁。C和e打开后,它们的输 出c和e的状态是互补的,即封锁了 D通往基本RS触发器的路径;该反馈线起 了使触发器维持在0状态和阻止触发器变为1状态的作用,
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